JP4610867B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
Method for manufacturing semiconductor device Download PDFInfo
- Publication number
- JP4610867B2 JP4610867B2 JP2003168912A JP2003168912A JP4610867B2 JP 4610867 B2 JP4610867 B2 JP 4610867B2 JP 2003168912 A JP2003168912 A JP 2003168912A JP 2003168912 A JP2003168912 A JP 2003168912A JP 4610867 B2 JP4610867 B2 JP 4610867B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- substrate
- laser light
- laser beam
- manufacturing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Thin Film Transistor (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
- Lasers (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体膜をレーザー光を用いて結晶化又はイオン注入後の活性化をするレーザー照射装置及びレーザー照射方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、基板上にTFTを形成する技術が大幅に進歩し、アクティブマトリクス型の半導体表示装置への応用開発が進められている。特に、多結晶半導体膜を用いたTFTは、従来の非晶質半導体膜を用いたTFTよりも電界効果移動度(モビリティともいう)が高いので、高速動作が可能である。そのため、従来基板の外に設けられた駆動回路で行っていた画素の制御を、画素と同一の基板上に形成した駆動回路で行うことが可能である。
【0003】
ところで半導体装置に用いる基板は、単結晶シリコン基板よりもガラス基板が、コストの面から有望視されている。一般的にガラス基板は耐熱性に劣り、熱変形しやすいため、ガラス基板上にポリシリコンTFTを形成する場合には、ガラス基板の熱変形を避けるために、半導体膜の結晶化にレーザーアニールが用いられる。
【0004】
レーザーアニールの特徴は、輻射加熱或いは伝導加熱を利用するアニール法と比較して処理時間を大幅に短縮できることや、半導体又は半導体膜を選択的、局所的に加熱するため、基板に熱的ダメージを与えにくいことなどが上げられている。
【0005】
なお、ここでいうレーザーアニール法とは、半導体基板又は半導体膜に形成された損傷層を再結晶化する技術や、基板上に形成された半導体膜を結晶化させる技術を指している。また、半導体基板又は半導体膜の平坦化や表面改質に適用される技術も含んでいる。適用されるレーザー発振装置は、エキシマレーザーに代表される気体レーザー発振装置、YAGレーザーに代表される固体レーザー発振装置であり、レーザー光の照射によって半導体の表面層を数十ナノ〜数十マイクロ秒程度のごく短時間加熱して結晶化させるものとして知られている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
レーザーはその発振方法により、パルス発振と連続発振の2種類に大別される。パルス発振のレーザーは出力エネルギーが比較的高いため、レーザー光(被処理物の表面において実際にレーザー光が照射される領域)の大きさを数cm2以上として量産性を上げることができる。特に、レーザー光の形状を光学系を用いて加工し、長さ10cm以上の線状にすると、基板へのレーザー光の照射を効率的に行うことができ、量産性をさらに高めることができる。そのため、半導体膜の結晶化には、パルス発振のレーザーを用いるのが主流となりつつあった。
【0007】
ところが近年、半導体膜の結晶化においてパルス発振のレーザーよりも連続発振のレーザーを用いる方が、半導体膜内に形成される結晶の粒径が大きくなることが見出された。半導体膜内の結晶粒径が大きくなると、該半導体膜を用いて形成されるTFTの移動度が高くなる。そのため、連続発振のレーザーはにわかに脚光を浴び始めている。
【0008】
しかし、一般的に連続発振のレーザーは、パルス発振のレーザーに比べてその最大出力エネルギーが小さい。レーザー光のサイズを10-3mm2程度と小さくすれば、半導体膜の結晶化に必要な所望のパワーが得られる。しかし、レーザー光の面積が小さい分、1枚の基板あたりのレーザー光の走査時間が長くなり、基板処理の効率が悪い。
【0009】
逆に、基板の処理効率を高めるためにレーザー光の面積を大きくすると、当然ながらエネルギー密度は低くなる。そして、結晶化に必要なトータルの熱量を半導体膜に与えるためには、照射時間を長くする必要が生じ、基板における面積あたりのレーザー光の照射時間が長くなる。すると、レーザー光の半導体膜への吸収から熱伝導によって基板が加熱され、基板自体が熱変形したり、ガラス基板から半導体膜への不純物の拡散によりTFTの特性を劣化させやすくなる。また基板が加熱されると、基板に溜まった熱により半導体膜の結晶性が均一になりずらく、TFTの特性にばらつきが生じやすくなる。
【0010】
本発明は上述した問題に鑑み、従来に比べて基板処理の効率を高めることができ、また基板への熱的ダメージを抑えることができるレーザー結晶化法、及び該レーザー結晶化法を用いたレーザー照射装置の提供を課題とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明のレーザー照射装置は、レーザー光を発振する複数の第1の手段(レーザー発振装置)と、前記複数のレーザー発振装置から発振されたレーザー光を集光し、なおかつ被処理物におけるレーザー光を互いに一部重ね合わせて合成する第2の手段(光学系)と、前記合成されたレーザー光の一部を遮蔽することができるスリットと、前記スリットを介して照射された、被処理物におけるレーザー光の位置を制御する第3の手段と、を有している。さらに本発明は、前記複数の各第1の手段の発振を制御し、なおかつ前記スリットにより形状が制御されたレーザー光の被処理物における位置を、前記複数のレーザー発振装置と前記第3の手段を同期させることで制御する第4の手段を有していても良い。
【0012】
複数のレーザー発振装置から発振されたレーザー光を合成することで、各レーザー光のエネルギー密度の弱い部分を補い合うことができる。よって、複数の各レーザー発振装置から発せられるレーザー光を合成せずにそれぞれ単独で用いるよりも、レーザー光のうち、結晶化に必要な程度のエネルギー密度を有する領域が広がり、基板の処理効率を高めることができる。
【0013】
さらに本発明ではスリットを用いて、合成されたレーザー光のうち、走査方向においてエネルギー密度が所定の高さに満たない領域をカットする。上記構成により、走査方向におけるレーザー光のエネルギー密度の平均値を高めることができ、面積あたりのレーザー光の照射時間を抑え、なおかつ被処理物に与えるトータルの熱量を高めることができる。よって、基板が加熱されるのを抑えつつ、半導体膜の結晶性を高めることができる。
【0014】
また半導体膜を成膜した後、大気に曝さないように(例えば希ガス、窒素、酸素等の特定されたガス雰囲気または減圧雰囲気にする)レーザー光の照射を行い、半導体膜を結晶化させても良い。上記構成により、クリーンルーム内における分子レベルでの汚染物質、例えば空気の清浄度を高めるためのフィルター内に含まれるボロン等が、レーザー光による結晶化の際に半導体膜に混入するのを防ぐことができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のレーザー照射装置の構成について図1を用いて説明する。101はレーザー発振装置である。図1では4つのレーザー発振装置を用いているが、本発明のレーザー照射装置が有するレーザー発振装置は複数であれば良く、この数に限定されない。
【0016】
レーザーは、処理の目的によって適宜変えることが可能である。本発明では、公知のレーザーを用いることができる。また、連続発振に限定されずパルス発振でも用いることができ、気体レーザーでも固体レーザーであっても良い。気体レーザーとして、エキシマレーザー、Arレーザー、Krレーザーなどがあり、固体レーザーとして、YAGレーザー、YVO4レーザー、YLFレーザー、YAlO3レーザー、ガラスレーザー、ルビーレーザー、アレキサンドライドレーザー、Ti:サファイアレーザー、Y2O3などが挙げられる。固体レーザーとしては、Cr、Nd、Er、Ho、Ce、Co、Ti、Yb又はTmがドーピングされたYAG、YVO4、YLF、YAlO3などの結晶を使ったレーザーが適用される。当該レーザーの基本波はドーピングする材料によって異なり、1μm前後の基本波を有するレーザー光が得られる。基本波に対する高調波は、非線形光学素子を用いることで得ることができる。
【0017】
またさらに、固体レーザーから発せられた赤外レーザー光を非線形光学素子でグリーンレーザー光に変換後、さらに別の非線形光学素子によって得られる紫外レーザー光を用いることもできる。
【0018】
なお、レーザー発振装置101は、チラー102を用いてその温度を一定に保つようにしても良い。チラー102は必ずしも設ける必要はないが、レーザー発振装置101の温度を一定に保つことで、出力されるレーザー光のエネルギーが温度によってばらつくのを抑えることができる。
【0019】
また104は光学系であり、レーザー発振装置101から出力された光路を変更したり、そのレーザー光の形状を加工したりして、レーザー光を集光することができる。さらに、本発明の光学系104で重要なのは、複数のレーザー発振装置101から出力されたレーザー光のレーザー光を互いに一部を重ね合わせて合成することができることである。
【0020】
なお、レーザー光の進行方向を変えることができるAO変調器103を、被処理物である基板106とレーザー発振装置101との間の光路に設けても良い。
【0021】
合成されたレーザー光は、スリット105を介して被処理物である基板106に照射される。スリット105は、レーザー光を部分的に遮ることが可能であり、なおかつレーザー光によって変形または損傷しないような材質で形成するのが望ましい。スリット105はレーザー光を通す開口部の幅(以下、スリットの幅と呼ぶ)が可変であっても良く、該スリットの幅によってレーザー光の走査方向の幅を制御することができる。
【0022】
なお、スリット105を介さない場合の、レーザー発振装置101から発振されるレーザー光の基板106におけるレーザー光の形状は、レーザーの種類によって異なり、また光学系により成形することもできる。
【0023】
基板106はステージ107上に載置されている。図1では、位置制御手段108、109が、被処理物におけるレーザー光の位置を制御する手段に相当し、ステージ107の位置が、位置制御手段108、109によって制御されている。図1では位置制御手段108、109を用いて基板の位置を変えることで、レーザー光を移動(走査)させたり、レーザー光の走査方向を変えたりすることができる。位置制御手段108がX方向におけるステージ107の位置の制御を行っており、位置制御手段109はY方向におけるステージ107の位置制御を行う。
【0024】
また本発明のレーザー照射装置は、中央演算処理装置及びメモリ等の記憶手段を兼ね備えたコンピューター110を有していても良い。コンピューター110は、レーザー発振装置101の発振を制御し、なおかつ位置制御手段108、109を制御し、基板を所定の位置に定めることができる。コンピューター110によって、該スリット105の幅を制御するようにしても良い。
【0025】
さらに本発明のレーザー照射装置は、被処理物の温度を調節する手段を備えていても良い。また、レーザー光は指向性およびエネルギー密度の高い光であるため、ダンパーを設けて、反射光が不適切な箇所に照射されるのを防ぐようにしても良い。ダンパーは、反射光を吸収させる性質を有していることが望ましく、ダンパー内に冷却水を循環させておき、反射光の吸収により隔壁の温度が上昇するのを防ぐようにしても良い。また、ステージ107に基板を加熱するための手段(基板加熱手段)を設けるようにしても良い。
【0026】
また基板106の位置合わせのために、CCDカメラ113を1台、場合によっては数台設けるようにしても良い。
【0027】
次に、複数のレーザー光を重ね合わせることで合成される、レーザー光の形状について説明する。
【0028】
図2(A)に、合成前のレーザー光の形状の一例を示す。図2(A)に示したレーザー光は楕円形状を有している。なお本発明のレーザー照射装置において、レーザー光の形状は楕円に限定されない。レーザー光の形状はレーザーの種類によって異なり、また光学系により成形することもできる。例えば、ラムダ社製のXeClエキシマレーザー(波長308nm、パルス幅30ns)L3308から射出されたレーザー光の形状は、10mm×30mm(共にビームプロファイルにおける半値幅)の矩形状である。また、YAGレーザーから射出されたレーザー光の形状は、ロッド形状が円筒形であれば円状となり、スラブ型であれば矩形状となる。このようなレーザー光を光学系により、さらに成形することにより、所望の大きさのレーザー光をつくることもできる。
【0029】
図2(B)に図2(A)に示したレーザー光の長軸Y方向におけるレーザー光のエネルギー密度の分布を示す。レーザー光が楕円形状であるレーザー光のエネルギー密度の分布は、楕円の中心Oに向かうほど高くなっている。
【0030】
次に、レーザー光を合成したときの、レーザー光の形状を、図2(C)に示す。なお図2(C)では4つのレーザー光のレーザー光を重ね合わせることで1つのレーザー光を形成した場合について示しているが、重ね合わせるレーザー光の数はこれに限定されない。
【0031】
図2(C)に示すように、各レーザー光のレーザー光は、各楕円の長軸が一致し、なおかつ互いにレーザー光の一部が重なることで合成され、1つのレーザー光を形成している。なお以下、各楕円の中心Oを結ぶことで得られる直線を中心軸と呼ぶ。
【0032】
図2(D)に、図2(C)に示した合成後のレーザー光の、中心軸方向におけるレーザー光のエネルギー密度の分布を示す。合成前の各レーザー光が重なり合っている部分において、エネルギー密度が加算される。例えば図示したように重なり合ったビームのエネルギー密度AとBを加算すると、ビームのエネルギー密度のピーク値Cとほぼ等しくなり、各楕円の中心Oの間においてエネルギー密度が平坦化される。
【0033】
なお、AとBを加算するとCと等しくなるのが理想的だが、現実的には必ずしも等しい値にはならない。AとBを加算した値とCとの値のずれは、Cの値の±10%、より望ましくは±5%以内であると良いが、許容範囲は設計者が適宜設定することが可能である。
【0034】
図2(D)からわかるように、複数のレーザー光を重ね合わせてエネルギー密度の低い部分を互いに補い合うようにすることで、複数のレーザー光を重ね合わせないで単独で用いるよりも、半導体膜の結晶性を効率良く高めることができる。例えば図2(A)の斜線で示した領域においてのみ、所望の結晶を得るために必要なエネルギー密度を満たしており、その他の領域ではエネルギー密度が所望の値まで満たされていなかったと仮定する。この場合、各レーザー光は、中心軸方向の幅がmで示される斜線の領域でしか、所望の結晶を得ることができない。しかし、レーザー光を図2(D)で示したように重ね合わせることで、中心軸方向の幅がn(n>4m)で示される領域において所望の結晶を得ることができ、より効率良く半導体膜を結晶化させることができる。
【0035】
さらに本発明では、レーザー光の中心軸に対し垂直な方向において、エネルギー密度が所望の値まで達していない領域を、スリット105によって遮蔽する。図3を用いて、合成されたレーザー光とスリットとの位置関係について説明する。
【0036】
本発明で用いられるスリット105は、スリットの幅を可変とし、さらにその幅をコンピューター110によって制御するようにしても良い。図3(A)において、120は図2(C)に示した合成により得られるレーザー光の形状を示している。またレーザー光120のうち、エネルギー密度が所定の値を満たしている領域を120aで示し、達していない領域を120bで示した。105はスリットを示しており、図3(A)では、レーザー光120がスリットによって遮蔽されていない様子を示している。
【0037】
図3(B)に、スリット105によって一部が遮蔽されたレーザー光の様子を示す。図3(B)に示すように本発明では、レーザー光120の中心軸の垂直方向において、領域120aを挟んで存在する領域120bを、スリット105によって遮蔽する。そして図3(C)は図3(B)に示したレーザー光の中心軸に垂直なA−A’におけるエネルギー密度の分布を示しており、少なくともエネルギー密度が所定の高さ(例えばT)に達していない領域が、スリット105によって遮蔽されているのがわかる。
【0038】
上記構成により、中心軸の垂直方向におけるレーザー光のエネルギー密度の平均値を高めることができ、被処理物の任意の点におけるレーザー光の照射時間を抑えることができる。よって、基板が加熱されるのを抑えつつ、半導体膜の結晶性を高めることができる。
【0039】
なお、本発明ではさらに、レーザー光の中心軸方向において、領域120aを挟んで存在する領域120bを、スリット105によって遮蔽するようにしても良い。図4(A)に、スリット105によってレーザー光の中心軸方向において、領域120aを挟んで存在する領域120bを遮蔽した様子を示す。さらに、図4(B)に、図4(A)に示したレーザー光の、中心軸方向におけるエネルギー密度の分布を示す。図4(B)に示すように、少なくともエネルギー密度が所定の高さ(例えばT)を満たしていない領域が、スリット105によって遮蔽されているのがわかる。
【0040】
エネルギー密度の低い領域により結晶化された半導体膜は、結晶性が芳しくない。具体的には、所定のエネルギー密度が満たされている領域と比べて、結晶粒が小さかったり、結晶粒の成長する方向が異なっていたりする。よってエネルギー密度の低い領域が、後に形成される活性層と重ならないように、レーザー光の走査経路及び活性層のレイアウトを決める必要がある。図4(B)に示したエネルギー密度の分布を有するレーザー光を用いることで、エネルギー密度の低い領域が存在しなくなる、または狭くなるので、レーザー光の走査経路及び活性層のレイアウトにおける制約を小さくすることができる。
【0041】
また、レーザー発振装置の出力を止めることなく、エネルギー密度を一定にしたままレーザー光の形状を変えることができるので、レーザー光のエッジが、活性層もしくはそのチャネル形成領域と重なるのを防ぐことができる。また不必要な部分にレーザー光を照射し、基板にダメージが与えられるのを防ぐことができる。
【0042】
次に、図5(A)を用いて、アクティブマトリクス型の半導体装置を作製するために成膜された半導体膜150における、レーザー光の走査方向について説明する。図5(A)では、破線に囲まれた領域151が画素部、領域152が信号線駆動回路、領域153が走査線駆動回路の形成される部分に相当する。
【0043】
図5(A)では、基板が白抜きの矢印の方向に移動しており、実線の矢印はレーザー光の相対的な走査方向を示している。図5(B)は、画素部が形成される部分151におけるレーザー光154の拡大図である。レーザー光が照射された領域に活性層155が形成される。
【0044】
なお、図5ではレーザー光の中心軸方向と走査方向とが垂直に保たれている場合について示したが、レーザー光の中心軸と走査方向とは必ずしも垂直になっていなくとも良い。例えば、レーザー光の中心軸と、走査方向との間に形成される鋭角θAが45°±35°となるようにし、より望ましくは45°となるようにしてもよい。レーザー光の中心軸と、走査する方向とが垂直の場合、最も基板の処理効率が高まる。一方合成後のレーザー光の中心軸と、走査する方向とが45°±35°となるように、望ましくは45°により近い値になるように走査することで、走査する方向とレーザー光の中心軸とが垂直になるように走査した場合に比べて、活性層中に存在する結晶粒の数を意図的に増やすことができ、結晶の方位や結晶粒に起因する特性のばらつきを低減することができる。
【0045】
さらに本発明では、図1のコンピューター110において、マスクのパターン情報に従い、レーザー光を走査する部分を定めるようにしても良い。この場合、コンピューター110では、定められた走査する部分にレーザー光があたるように、位置制御手段108、109を制御して、半導体膜を部分的に結晶化する。これにより必要不可欠な部分を最低限結晶化できるようにレーザー光を走査することができるので、基板全面にレーザー光を照射する必要がなくなり、基板の処理効率を高めることができる。
【0046】
なお、結晶化後の半導体膜をTFTの活性層として用いる場合、レーザー光の走査方向は、チャネル形成領域のキャリアが移動する方向と平行になるように定めるのが望ましい。
【0047】
図6を用いて、アクティブマトリクス型の半導体装置を作製するために成膜された半導体膜に照射されるレーザー光の走査方向と、各回路における活性層のレイアウトとの関係の一例について説明する。
【0048】
図6において、基板上に半導体膜850が成膜されている。破線853で囲まれた部分は画素部が形成される部分であり、画素部に複数の活性層となる部分856が設けられている。破線854で囲まれた部分は信号線駆動回路が形成される部分であり、信号線駆動回路に複数の活性層となる部分857が設けられている。破線855で囲まれた部分は走査線駆動回路が形成される部分であり、走査線駆動回路に複数の活性層となる部分858が設けられている。
【0049】
なお、各回路が有する活性層となる部分856、857、858は、実際には数十μm単位の大きさであり、図6に示すよりも小さいサイズであるが、ここでは図を分かり易くするためにあえて大きく図示した。各回路が有する活性層となる部分856、857、858は、チャネル形成領域のキャリアが移動する方向が、一定の方向に揃うようにレイアウトされている。
【0050】
レーザー光照射により結晶化される部分851は、全ての活性層となる部分856、857、858を覆っている。またレーザー光の移動方向は、チャネル形成領域のキャリアが移動する方向と揃っている。
【0051】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
【0052】
(実施例1)
レーザー光を照射して形成される結晶質半導体膜は、複数の結晶粒が集合して形成されている。その結晶粒の位置と大きさはランダムなものであり、結晶粒の位置や大きさを指定して結晶質半導体膜を形成する事は難しい。そのため前記結晶質半導体を島状にパターニングすることで形成された活性層中には、結晶粒の界面(粒界)が存在することがある。
【0053】
結晶粒内と異なり、粒界には非晶質構造や結晶欠陥などに起因する再結合中心や捕獲中心が無数に存在している。この捕獲中心にキャリアがトラップされると、粒界のポテンシャルが上昇し、キャリアに対して障壁となるため、キャリアの電流輸送特性を低下させることが知られている。よって、TFTの活性層、特にチャネル形成領域中に粒界が存在すると、TFTの移動度が著しく低下したり、また粒界において電流が流れるためにオフ電流が増加したりと、TFTの特性に重大な影響を及ぼす。また同じ特性が得られることを前提に作製された複数のTFTにおいて、活性層中の粒界の有無によって特性がばらついたりする。
【0054】
半導体膜にレーザー光を照射したときに、得られる結晶粒の位置と大きさがランダムになるのは、以下の理由による。レーザー光の照射によって溶融した液体半導体膜は、その膜内において固体と液体の界面が、比較的温度の低い領域から温度の高い領域へ、時間の経過と共に移動することで、結晶化が進む。そして半導体膜全面にレーザ光を照射した場合、膜表面に対して水平方向(以下、ラテラル方向と呼ぶ)において半導体膜の温度は比較的均一であるが、膜厚方向においては表面に近いほど温度が高くなるような温度勾配が生じる。このため、半導体膜の表面から遠くて比較的温度の低い領域に存在する結晶核から、それぞれ固体と液体の界面が表面に向かって移動することで結晶が成長する。この結晶核の存在する位置はラテラル方向において無作為であり、また互いの結晶粒がぶつかり合ったところで結晶成長が終了するため、結晶粒の位置と大きさはランダムなものとなる。
【0055】
一方、半導体膜を比較的広域において溶融させ、該膜厚方向に温度勾配を形成するのではなく、半導体膜を部分的に溶融させ、温度勾配をラテラル方向に形成することで、結晶質半導体膜を形成する方法も提案されている。この場合、半導体膜内における固体と液体の界面の移動方向を、膜厚方向ではなくラテラル方向となるように制御することができる。よって、結晶が成長する方向も温度勾配を有するラテラル方向に揃えることができるため、結晶粒は膜厚の数十倍もの長さに成長する。以下、この現象をスーパーラテラル成長と言う。
【0056】
上記スーパーラテラル成長の場合、比較的大きな結晶粒が得られ、その分粒界の数が減るが、前記スーパーラテラル成長が実現するレーザー光のエネルギー領域は非常に狭く、また、大結晶粒の得られる位置については制御が困難であった。さらに、大結晶粒以外の領域は無数の核が発生した微結晶領域、もしくは非晶質領域であった。
【0057】
そこで、半導体膜を完全溶融させるようなエネルギー領域のレーザー光を用い、なおかつラテラル方向の温度勾配を制御することが出来れば、結晶粒の成長位置および成長方向を制御することが出来るのではないかと考えられている。そしてこの方法を実現するために様々な試みがなされている。
【0058】
例えば、コロンビア大のJames S. Im氏らは、任意の場所にスーパーラテラル成長を実現させることの出来るSequential Lateral Solidification method(以下、SLS法と言う。)を示した。SLS法は、1ショット毎にスリット状のマスクをスーパーラテラル成長が行われる距離程度(約0.75μm)ずらして、結晶化を行うものである。
【0059】
本実施例では、上記SLS法を本発明に適用した例について説明する。
【0060】
まず1ショット目のレーザー光を半導体膜802に照射する。1ショット目のレーザー光はパルス発振のレーザーを用い、半導体膜を全厚さにわたって局部的に溶融させることができるようなエネルギー密度で照射する。
【0061】
図7(A)に、1ショット目を照射した直後の、半導体膜802の様子を模式的に示す。1ショット目のレーザー光の照射により、半導体膜802のレーザー光801があたっている部分において、半導体膜が全厚さにわたって局部的に溶融する。
【0062】
このとき、半導体膜802のレーザー光のあたっている部分においては、完全に半導体が溶融しているが、レーザー光のあたっていない部分は溶融していないか、もしくは溶融していても温度がレーザー光のあたっている部分に比べて十分に低い。そのため、レーザー光の端の部分が種結晶となり、矢印で示したようにレーザー光の端部から中心に向かってラテラル方向に結晶が成長する。
【0063】
そして時間の経過にしたがって結晶の成長が進んでいくと、完全に溶融した部分において発生した種結晶から生成した結晶粒とぶつかり合うか、もしくは反対側から成長してきた結晶粒とぶつかり合うかして、レーザー光の中心部分803において結晶成長が終了する。図7(B)に結晶成長が終了した時点での半導体膜の様子を模式的に示す。レーザー光の中心部分803では、他の部分に比べて微結晶が多数存在していたり、結晶粒どうしがぶつかり合うことで半導体膜の表面が不規則になっていたりする。
【0064】
次に2ショット目を照射する。2ショット目は1ショット目のレーザー光から少しずらして照射する。図7(C)に、2ショット目を照射した直後の、半導体膜の様子を模式的に示す。2ショット目のレーザー光は、1ショット目のレーザー光があたっていた部分801から位置がずれているが、図7(C)では、2ショット目のレーザー光が1ショット目によって形成された中心部803を覆う程度のずれである。
【0065】
このとき、2ショット目のレーザー光804のあたっている部分においては、完全に半導体が溶融しているが、レーザー光のあたっていない部分は溶融していないか、もしくは溶融していても温度がレーザー光のあたっている部分に比べて十分に低い。そのため、レーザー光の端の部分が種結晶となり、矢印で示したようにレーザー光の端部から中心に向かってラテラル方向に結晶が成長する。このとき、1ショット目によって結晶化された部分801のうち、2ショット目のレーザー光があたっていない部分が種結晶となり、1ショット目によって形成されたラテラル方向に成長した結晶が、さらに走査方向に向かって成長する。
【0066】
そして時間の経過にしたがって結晶の成長が進んでいくと、完全に溶融した部分において発生した種結晶から生成した結晶粒とぶつかり合うか、もしくは反対側から成長してきた結晶粒とぶつかり合うかして、2ショット目のレーザー光の中心部分805において結晶成長が終了する。図7(D)に結晶成長が終了した時点での半導体膜の様子を模式的に示す。レーザー光の中心部分805では、他の部分に比べて微結晶が多数存在していたり、結晶粒どうしがぶつかり合うことで半導体膜の表面が不規則になっていたりする。
【0067】
以下、3ショット目以降も同様に、レーザー光を走査方向に少しずつずらして照射していくことで、図7(E)に示すように走査方向と平行に結晶が成長する。
【0068】
上記構成により、結晶粒の位置及び大きさを制御しながら、部分的に結晶化を行うことができる。
【0069】
次に、SLS法を本発明に適用した図7とは異なる例について説明する。
【0070】
まず、半導体膜812に1ショット目のレーザー光を照射する。レーザー光はパルス発振のレーザーを用い、マスクによって定められた部分において、半導体膜を全厚さにわたって局部的に溶融させることができるようなエネルギー密度で照射する。
【0071】
図8(A)に、1ショット目を照射した直後の、半導体膜の様子を模式的に示す。1ショット目のレーザー光の照射により、半導体膜812のレーザー光811があたっている部分において、半導体膜が全厚さにわたって局部的に溶融する。そして、レーザー光の端の部分が種結晶となり、矢印で示したようにレーザー光の端部から中心に向かってラテラル方向に結晶が成長する。
【0072】
そして時間の経過にしたがって結晶の成長が進んでいくと、完全に溶融した部分において発生した種結晶から生成した結晶粒とぶつかり合うか、もしくは反対側から成長してきた結晶粒とぶつかり合うかして、レーザー光の中心部分813において結晶成長が終了する。図8(B)に結晶成長が終了した時点での半導体膜の様子を模式的に示す。レーザー光の中心部分813では、他の部分に比べて微結晶が多数存在していたり、結晶粒どうしがぶつかり合うことで半導体膜の表面が不規則になっていたりする。
【0073】
次に2ショット目を照射する。2ショット目は1ショット目のレーザー光から少しずらして照射する。図8(C)に、2ショット目を照射した直後の、半導体膜の様子を模式的に示す。2ショット目のレーザー光は、1ショット目のレーザー光があたっていた部分811から位置がずれているが、図8(C)では、2ショット目のレーザー光が1ショット目によって形成された中心部813を覆わず、1ショット目のレーザー光があたっていた部分と一部重なる程度のずれである。
【0074】
そして、2ショット目のレーザー光の端の部分が種結晶となり、矢印で示したようにレーザー光の端部から中心に向かってラテラル方向に結晶が成長する。このとき、1ショット目によって結晶化された部分811のうち、2ショット目のレーザー光があたっていない部分が種結晶となり、1ショット目によって形成されたラテラル方向に成長した結晶が、さらに走査方向に向かって成長する。
【0075】
そして時間の経過にしたがって結晶の成長が進んでいくと、完全に溶融した部分において発生した種結晶から生成した結晶粒とぶつかり合うか、もしくは反対側から成長してきた結晶粒とぶつかり合うかして、2ショット目のレーザー光の中心部分815において結晶成長が終了する。図8(D)に結晶成長が終了した時点での半導体膜の様子を模式的に示す。レーザー光の中心部分815では、他の部分に比べて微結晶が多数存在していたり、結晶粒どうしがぶつかり合うことで半導体膜の表面が不規則になっていたりする。
【0076】
以下、3ショット目以降も同様に、レーザー光を走査方向に少しずつずらして照射していくことで、図8(E)に示すように走査方向と平行に結晶が成長する。上記構成により、結晶粒の位置及び大きさを制御しながら、部分的に結晶化を行うことができる。
【0077】
図8に示した照射方法によって得られる結晶は、レーザー光の中心部が残されている、該中心部においては結晶性が芳しくないので、該中心部をチャネル形成領域に含まない様に、より好ましくは活性層に含まないように、活性層がレイアウトされているのが望ましい。
【0078】
なお、図7及び図8の照射方法の両方において、結晶粒の成長方向と、チャネル形成領域のキャリアの進む方向とが平行になるように活性層がレイアウトされていると、チャネル形成領域に含まれる粒界が少なくなるので、移動度が高くなり、オフ電流も抑えることができる。また、チャネル形成領域のキャリアの進む方向と結晶粒の成長方向とが、平行にならないような角度を有するように活性層がレイアウトされていると、チャネル形成領域に含まれる粒界が多くなる。しかし複数の活性層を比較したときに、各活性層のチャネル形成領域に含まれる全粒界に対する、活性層どうしの粒界の量の差の割合が小さくなり、作製されるTFTの移動度及びオフ電流値のばらつきが小さくなる。
【0079】
なお、レーザーはエキシマレーザーやYLFレーザーを用いることができるが、レーザーの種類はこの構成に限定されない。
【0080】
本実施例で示したSLS法では、レーザー光があたっている部分において、半導体膜を全厚さにわたって局部的に溶融させる必要がある。本発明のレーザー照射装置またはレーザー照射方法では、走査方向におけるレーザー光のエネルギー密度の平均値を高めることができるので、SLS法を用いた結晶化の際に、面積あたりのレーザー光の照射時間を抑えて基板が加熱されるのを抑えつつ、半導体膜を全厚さにわたって局部的に溶融させることができる。
【0081】
(実施例2)
本実施例では、レーザー光を重ね合わせるための光学系について説明する。
【0082】
図9に、本実施例の光学系の具体的な構成を示す。図9(A)は本発明のレーザー照射装置の光学系の側面図であり、図9(A)の矢印Bの方向から見た側面図を図9(B)に示す。なお図9(B)の矢印Aの方向から見た側面図が、図9(A)に相当する。
【0083】
図9はレーザー光を4つ合成して1つのレーザー光にする場合の光学系を示している。なお本実施例において合成するレーザー光の数はこれに限定されず、合成するレーザー光の数は2以上8以下であれば良い。
【0084】
401、402、403、404、405はシリンドリカルレンズであり、図9には示されていないが、本実施例の光学系はシリンドリカルレンズを6つ用いている。図10に、図9に示した光学系の斜視図を示す。シリンドリカルレンズ403、404、405、406のそれぞれに、異なるレーザー発振装置からレーザー光が入射される。
【0085】
そしてシリンドリカルレンズ403、405によってそのレーザー光の形状が加工されたレーザー光が、シリンドリカルレンズ401に入射する。入射したレーザー光はシリンドリカルレンズにおいてそのレーザー光の形状が加工された後、スリット410において一部がカットされて、被処理物400に照射される。また、シリンドリカルレンズ404、406によってそのレーザー光の形状が加工されたレーザー光が、シリンドリカルレンズ402に入射する。入射したレーザー光はシリンドリカルレンズにおいてそのレーザー光の形状が加工された後、スリット410において一部がカットされて、被処理物400に照射される。
【0086】
被処理物400におけるレーザー光のレーザー光は互いに一部重なることで合成されて、1つのレーザー光になっている。
【0087】
なお、本実施例では、被処理物400に最も近いシリンドリカルレンズ401、402の焦点距離を20mmとし、シリンドリカルレンズ403〜406の焦点距離を150mmとする。そしてシリンドリカルレンズ401、402から被処理物400へのレーザー光の入射角θ1は、本実施例では25°とし、シリンドリカルレンズ403〜406からシリンドリカルレンズ401、402へのレーザー光の入射角θ2を10°とするように各レンズを設置する。
【0088】
なお各レンズの焦点距離及び入射角は設計者が適宜設定することが可能である。さらに、シリンドリカルレンズの数もこれに限定されず、また用いる光学系はシリンドリカルレンズに限定されない。本発明は、各レーザー発振装置から発振されるレーザー光のレーザー光を、半導体膜の結晶化に適した形状及びエネルギー密度になるように加工し、なおかつ全てのレーザー光のレーザー光を互いに重ね合わせて合成し、1つのレーザー光にすることができるような光学系であれば良い。
【0089】
なお本実施例では、4つのレーザー光を合成する例について示しており、この場合4つのレーザー発振装置にそれぞれ対応するシリンドリカルレンズを4つと、該4つのシリンドリカルレンズに対応する2つのシリンドリカルレンズとを有している。n(n=2、4、6、8)のレーザー光を合成する場合、nのレーザー発振装置にそれぞれ対応するnのシリンドリカルレンズと、該nのシリンドリカルレンズに対応するn/2のシリンドリカルレンズとを有している。n(n=3、5、7)のレーザー光を合成する場合、nのレーザー発振装置にそれぞれ対応するnのシリンドリカルレンズと、該nのシリンドリカルレンズに対応する(n+1)/2のシリンドリカルレンズとを有している。
【0090】
次に、8つのレーザー発振装置を用いた本発明のレーザー照射装置の、光学系について説明する。
【0091】
図11、図12に、本実施例のレーザー照射装置に用いられる光学系の具体的な構成を示す。図11は本発明のレーザー照射装置の光学系の側面図であり、図11の矢印Bの方向から見た側面図を図12に示す。なお図12の矢印Aの方向から見た側面図が、図11に相当する。
【0092】
本実施例ではレーザー光を8つ合成して1つのレーザー光にする場合の光学系を示している。なお本発明において合成するレーザー光の数はこれに限定されず、合成するレーザー光の数は2以上8以下であれば良い。
【0093】
441〜450はシリンドリカルレンズであり、図11、図12には示されていないが、本実施例の光学系は12のシリンドリカルレンズ441〜452を用いている。図13に図11、図12に示した光学系の斜視図を示す。シリンドリカルレンズ441〜444のそれぞれに、異なるレーザー発振装置からレーザー光が入射される。
【0094】
そしてシリンドリカルレンズ450、445によってそのレーザー光の形状が加工されたレーザー光が、シリンドリカルレンズ441に入射する。入射したレーザー光はシリンドリカルレンズ441においてそのレーザー光の形状が加工された後、スリット460において一部がカットされて、被処理物440に照射される。また、シリンドリカルレンズ451、446によってそのレーザー光の形状が加工されたレーザー光が、シリンドリカルレンズ442に入射する。入射したレーザー光はシリンドリカルレンズ442においてそのレーザー光の形状が加工された後、スリット460において一部がカットされて、被処理物440に照射される。また、シリンドリカルレンズ449、447によってそのレーザー光の形状が加工されたレーザー光が、シリンドリカルレンズ443に入射する。入射したレーザー光はシリンドリカルレンズ443においてそのレーザー光の形状が加工された後、スリット461において一部がカットされて、被処理物440に照射される。また、シリンドリカルレンズ452、448によってそのレーザー光の形状が加工されたレーザー光が、シリンドリカルレンズ444に入射する。入射したレーザー光はシリンドリカルレンズ444においてそのレーザー光の形状が加工された後、スリット461において一部がカットされて、被処理物440に照射される。
【0095】
被処理物440におけるレーザー光のレーザー光は互いに一部重なることで合成されて、1つのレーザー光になっている。
【0096】
なお、本実施例では、被処理物440に最も近いシリンドリカルレンズ441〜444の焦点距離を20mmとし、シリンドリカルレンズ445〜452の焦点距離を150mmとする。そしてシリンドリカルレンズ441〜444から被処理物440へのレーザー光の入射角θ1は、本実施例では25°とし、シリンドリカルレンズ445〜452からシリンドリカルレンズ441〜444へのレーザー光の入射角θ2を10°とするように各レンズを設置する。
【0097】
なお各レンズの焦点距離及び入射角は設計者が適宜設定することが可能である。さらに、シリンドリカルレンズの数もこれに限定されず、また用いる光学系はシリンドリカルレンズに限定されない。本発明は、各レーザー発振装置から発振されるレーザー光のレーザー光を、半導体膜の結晶化に適した形状及びエネルギー密度になるように加工し、なおかつ全てのレーザー光のレーザー光を互いに重ね合わせて合成し、1つのレーザー光にすることができるような光学系であれば良い。
【0098】
なお本実施例では、8つのレーザー光を合成する例について示しており、この場合8つのレーザー発振装置にそれぞれ対応するシリンドリカルレンズを8つと、該8つのシリンドリカルレンズに対応する4つのシリンドリカルレンズとを有している。
【0099】
レーザー光を5つ以上重ね合わせるとき、光学系の配置を考慮すると、5つ目以降のレーザー光は基板の反対側から照射するのが望ましく、この場合基板はレーザ光に対して透過性を有していることが必要である。
【0100】
なお、均一なレーザー光の照射を実現するためには、照射面に垂直な平面であって、かつ合成前の各ビームの形状をそれぞれ長方形と見立てたときの短辺を含む面または長辺を含む面のいずれか一方を入射面と定義すると、前記レーザー光の入射角度θは、入射面に含まれる前記短辺または前記長辺の長さがW、前記照射面に設置され、かつ、前記レーザー光に対して透光性を有する基板の厚さがdであるとき、θ≧arctan(W/2d)を満たすのが望ましい。この議論は合成前の個々のレーザー光について成り立つ必要がある。なお、レーザー光の軌跡が、前記入射面上にないときは、該軌跡を該入射面に射影したものの入射角度をθとする。この入射角度θでレーザー光が入射されれば、基板の表面での反射光と、前記基板の裏面からの反射光とが干渉せず、一様なレーザー光の照射を行うことができる。以上の議論は、基板の屈折率を1として考えた。実際は、基板の屈折率が1.5前後のものが多く、この数値を考慮に入れると上記議論で算出した角度よりも大きな計算値が得られる。しかしながら、ビームスポットの長手方向の両端のエネルギーは減衰があるため、この部分での干渉の影響は少なく、上記の算出値で十分に干渉減衰の効果が得られる。上記のθに対する不等式は、基板がレーザビームに対して透光性のあるもの以外には適用されない。
【0101】
本実施例の構成は、実施例1と自由に組み合わせて実施することが可能である。
【0102】
(実施例3)
本実施例では、本発明のレーザー照射装置またはレーザー照射方法を用いた、半導体装置の作製方法について説明する。なお、本実施例では半導体装置の1つとして発光装置を例に挙げて説明するが、本発明を用いて作製することができる半導体装置はこれに限定されず、液晶表示装置やその他の半導体装置であってもよい。
【0103】
発光装置は、電流を発光素子に供給するための手段と発光素子とが、複数の各画素に備えられた半導体装置である。発光素子(OLED:Organic Light Emitting Diode)は、電場を加えることで発生するルミネッセンス(Electroluminescence)が得られる電界発光材料を含む層(以下、電界発光層と記す)と、陽極層と、陰極層とを有している。電界発光層は陽極と陰極の間に設けられており、単層または複数の層で構成されている。これらの層の中に無機化合物を含んでいる場合もある。
【0104】
まず、図14(A)に示すように、本実施例ではバリウムホウケイ酸ガラス、またはアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラスからなる基板500を用いる。なお、基板500としては、石英基板やシリコン基板、金属基板またはステンレス基板の表面に絶縁膜を形成したものを用いても良い。また、本実施例の処理温度に耐えうる耐熱性が有するプラスチック基板を用いてもよい。
【0105】
次いで、基板500上に酸化珪素膜、窒化珪素膜または酸化窒化珪素膜などの絶縁膜から成る下地膜501を公知の手段(スパッタ法、LPCVD法、プラズマCVD法等)により形成する。本実施例では下地膜501として単層の下地膜を用いるが、前記絶縁膜を2層以上積層させた構造を用いても良い。
【0106】
次に、この下地膜501の上に50nmの厚さの、非晶質半導体膜502をプラズマCVD法で形成した。非晶質半導体膜は含有水素量にもよるが、好ましくは400〜550℃で数時間加熱して脱水素処理を行い、含有水素量を5atom%以下として、結晶化の工程を行うことが望ましい。また、非晶質半導体膜をスパッタ法や蒸着法などの他の作製方法で形成しても良いが、膜中に含まれる酸素、窒素などの不純物元素を十分低減させておくことが望ましい。
【0107】
なお、半導体膜は珪素だけではなくシリコンゲルマニウムを用いることができる。シリコンゲルマニウムを用いる場合、ゲルマニウムの濃度は0.01〜4.5atomic%程度であることが好ましい。
【0108】
ここで、下地膜501と非晶質半導体膜502は、いずれもプラズマCVD法で作製されるものであり、このとき下地膜501と非晶質半導体膜502を真空中で連続して形成しても良い。下地膜501を形成後、一旦大気雰囲気にさらされない工程にすることにより、表面の汚染を防ぐことが可能となり、作製されるTFTの特性バラツキを低減させることができた。
【0109】
次に、図14(B)に示すように、非晶質半導体膜502をレーザー結晶化法により結晶化させる。レーザー結晶化法は、本発明のレーザー照射装置またはレーザー照射方法を用いて行なう。もちろん、レーザー結晶化法だけでなく、他の公知の結晶化法(RTAやファーネスアニール炉を用いた熱結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いた熱結晶化法等)と組み合わせて行ってもよい。
【0110】
非晶質半導体膜の結晶化に際し、連続発振が可能な固体レーザーを用い、基本波の第2高調波〜第4高調波を用いることで、大粒径の結晶を得ることができる。代表的には、Nd:YVO4レーザー(基本波1064nm)の第2高調波(532nm)や第3高調波(355nm)を用いるのが望ましい。具体的には、連続発振のYVO4レーザーから射出されたレーザー光を非線形光学素子により高調波に変換し、出力10Wのレーザー光を得る。また、共振器の中にYVO4結晶と非線形光学素子を入れて、高調波を射出する方法もある。そして、好ましくは光学系により照射面にて矩形状または楕円形状のレーザー光に成形して、被処理体に照射する。このときのエネルギー密度は0.01〜100MW/cm2程度(好ましくは0.1〜10MW/cm2)が必要である。そして、10〜2000cm/s程度の速度でレーザー光に対して相対的に非晶質半導体膜502を移動させて照射する。
【0111】
なおレーザー照射は、パルス発振または連続発振の気体レーザーもしくは固体レーザーを用いることができる。気体レーザーとして、エキシマレーザー、Arレーザー、Krレーザーなどがあり、固体レーザーとして、YAGレーザー、YVO4レーザー、YLFレーザー、YAlO3レーザー、ガラスレーザー、ルビーレーザー、アレキサンドライドレーザー、Ti:サファイアレーザー、Y2O3などが挙げられる。固体レーザーとしては、Cr、Nd、Er、Ho、Ce、Co、Ti、Yb又はTmがドーピングされたYAG、YVO4、YLF、YAlO3などの結晶を使ったレーザー等も使用可能である。当該レーザーの基本波はドーピングする材料によって異なり、1μm前後の基本波を有するレーザー光が得られる。基本波に対する高調波は、非線形光学素子を用いることで得ることができる。
【0112】
上述したレーザー結晶化によって結晶性が高められ、結晶質半導体膜503が形成される。
【0113】
次に、結晶質半導体膜503を所望の形状にパターニングして、TFTの活性層となる島状の半導体膜504〜506を形成する(図14(C))。なお、活性層504〜506を形成した後、TFTのしきい値を制御するために微量な不純物元素(ボロンまたはリン)のドーピングを行ってもよい。
【0114】
次に、図15(A)に示すように、活性層504〜506を覆って、酸化シリコンまたは窒化珪素を主成分とするゲート絶縁膜507を形成した。本実施例では、プラズマCVD法でTEOS(Tetraethyl Orthosilicate)とO2とを混合し、反応圧力40Pa、基板温度300〜400℃とし、高周波(13.56MHz)、電力密度0.5〜0.8W/cm2で放電させて、酸化シリコン膜を形成した。このようにして作製される酸化シリコン膜は、その後400〜500℃の熱アニールによりゲート絶縁膜として良好な特性を得ることができる。また窒化アルミニウムをゲート絶縁膜として用いることができる。窒化アルミニウムは熱伝導率が比較的高く、TFTで発生した熱を効果的に拡散させることができる。またアルミニウムの含まれない酸化珪素や酸化窒化珪素等を形成した後、窒化アルミニウムを積層したものをゲート絶縁膜として用いても良い。
【0115】
そして、図15(B)に示すように、ゲート絶縁膜507の上に導電膜を100〜500nmの厚さで成膜し、パターニングすることで、ゲート電極508〜510を形成する。
【0116】
なお、本実施例ではゲート電極をTa、W、Ti、Mo、Al、Cuから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料で形成する。また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜を用いてもよい。また単層の導電膜ではなく、複数の層からなる導電膜を積層したものであっても良い。
【0117】
例えば、第1の導電膜を窒化タンタル(TaN)で形成し、第2の導電膜をWとする組み合わせ、第1の導電膜を窒化タンタル(TaN)で形成し、第2の導電膜をAlとする組み合わせ、第1の導電膜を窒化タンタル(TaN)で形成し、第2の導電膜をCuとする組み合わせで形成することが好ましい。また、第1の導電膜及び第2の導電膜としてリン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜や、AgPdCu合金を用いてもよい。
【0118】
また、2層構造に限定されず、例えば、タングステン膜、アルミニウムとシリコンの合金(Al−Si)膜、窒化チタン膜を順次積層した3層構造としてもよい。また、3層構造とする場合、タングステンに代えて窒化タングステンを用いてもよいし、アルミニウムとシリコンの合金(Al−Si)膜に代えてアルミニウムとチタンの合金膜(Al−Ti)を用いてもよいし、窒化チタン膜に代えてチタン膜を用いてもよい。
【0119】
なお、導電膜の材料によって、適宜最適なエッチングの方法や、エッチャントの種類を選択することが重要である。
【0120】
次に、n型の不純物元素を添加する工程を行い、n型の不純物領域512〜517を形成する。ここでは、フォスフィン(PH3)を用いたイオンドープ法で行った。
【0121】
次に図15(C)に示すように、nチャネル型TFTが形成される領域をレジストマスク520で覆って、pチャネル型TFTが形成される領域に、p型の不純物元素を添加する工程を行い、p型の不純物領域518、519を形成した。
ここではジボラン(B2H6)を用いてイオンドープ法で添加した。
【0122】
そして、導電型の制御を目的とし、それぞれの島状半導体層に添加された不純物元素を活性化する工程を行う。この工程はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行う。その他に、レーザーアニール法、またはラピッドサーマルアニール法(RTA法)を適用することができる。熱アニール法では酸素濃度が1ppm以下、好ましくは0.1ppm以下の窒素雰囲気中で400〜700℃、代表的には500〜600℃で行うものであり、本実施例では500℃で4時間の熱処理を行う。ただし、ゲート電極508〜510が熱に弱い場合には、配線等を保護するため層間絶縁膜(シリコンを主成分とする)を形成した後で活性化を行うことが好ましい。
【0123】
またレーザーアニール法を用いる場合、結晶化の際に用いたレーザーを使用することが可能である。活性化の場合は、移動速度は結晶化と同じにし、0.01〜100MW/cm2程度(好ましくは0.01〜10MW/cm2)のエネルギー密度が必要となる。また結晶化の際には連続発振のレーザーを用い、活性化の際にはパルス発振のレーザーを用いるようにしても良い。
【0124】
さらに、3〜100%の水素を含む雰囲気中で、300〜450℃で1〜12時間の熱処理を行い、島状半導体層を水素化する工程を行う。この工程は熱的に励起された水素により半導体層のダングリングボンドを終端する工程である。水素化の他の手段として、プラズマ水素化(プラズマにより励起された水素を用いる)を行っても良い。
【0125】
次いで、図15(D)に示すように、10〜200nmの厚さの酸化窒化シリコンからなる第1無機絶縁膜521を、CVD法を用いて形成する。なお、第1無機絶縁膜は酸化窒化シリコン膜に限定されず、後に形成される有機樹脂膜への水分の出入りを抑えることができる、窒素を含む無機の絶縁膜であれば良く、例えば窒化珪素、窒化アルミニウムまたは酸化窒化アルミニウムを用いることができる。なお、窒化アルミニウムは熱伝導率が比較的高く、TFTや発光素子などで発生した熱を効果的に拡散させることができる。
【0126】
次に、第1無機絶縁膜521の上に、ポジ型の感光性有機樹脂から成る有機樹脂膜522を成膜する。本実施例ではポジ型の感光性のアクリルを用いて有機樹脂膜522を形成するが、本発明はこれに限定されない。
【0127】
本実施例では、スピンコート法によりポジ型の感光性アクリルを塗布し、焼成することで、有機樹脂膜522を形成する。なお有機樹脂膜522の膜厚は、焼成後、0.7〜5μm(さらに好ましくは2〜4μm)程度になるようにする。
【0128】
次に、フォトマスクを用いて開口部を形成したい部分を露光する。そして、TMAH(テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド)を主成分とする現像液で現像した後、基板を乾燥させ、220℃、1時間程度の焼成を行う。そして、図15(D)に示したように有機樹脂膜522に開口部が形成され、該開口部において第1無機絶縁膜521が一部露出された状態になる。
【0129】
なお、ポジ型の感光性アクリルは薄茶色に着色しているので、発光素子から発せられる光が基板側に向かっているときは、脱色処理を施す。この場合、焼成する前に、再び現像後の感光性アクリル全体を露光する。このときの露光は、開口部を形成するための露光に比べて、やや強い光を照射したり、照射時間を長くしたりするようにし、完全に露光が行なわれるようにする。例えば、2μmの膜厚のポジ型のアクリル樹脂を脱色するとき、超高圧水銀灯のスペクトル光であるg線(436nm)とh線(405nm)とi線(365nm)とから成る多波長光を利用する等倍投影露光装置(具体的にはCanon製のMPA)を用いる場合、60sec程度照射する。この露光により、ポジ型のアクリル樹脂が完全に脱色される。
【0130】
また本実施例では、現像後に220℃で焼成を行なっているが、現像後にプリベークとして100℃程度の低温で焼成してから、220℃の高温で焼成するようにしても良い。
【0131】
そして図16(A)に示すように、第1無機絶縁膜521が一部露出された該開口部と、有機樹脂膜522を覆って、RFスパッタ法を用いて窒化珪素からなる第2無機絶縁膜523を成膜する。第2無機絶縁膜523の膜厚は10〜200nm程度が望ましい。また、第2無機絶縁膜は酸化窒化シリコン膜に限定されず、有機樹脂膜522への水分の出入りを抑えることができる、窒素を含む無機の絶縁膜であれば良く、例えば窒化珪素、窒化アルミニウムまたは酸化窒化アルミニウムを用いることができる。
【0132】
なお、酸化窒化珪素膜または酸化窒化アルミニウム膜は、その酸素と窒素のatomic%の割合が、そのバリア性に大きく関与している。酸素に対する窒素の割合が高ければ高いほど、バリア性が高められる。また、具体的には、窒素の割合が酸素の割合よりも高い方が望ましい。
【0133】
またRFスパッタ法を用いて成膜された膜は緻密性が高く、バリア性に優れている。RFスパッタの条件は、例えば酸化窒化珪素膜を成膜する場合、Siターゲットで、N2、Ar、N2Oをガスの流量比が31:5:4となるように流し、圧力0.4Pa、電力3000Wとして成膜する。また、例えば窒化珪素膜を成膜する場合、Siターゲットで、チャンバー内のN2、Arをガスの流量比が20:20となるように流し、圧力0.8Pa、電力3000W、成膜温度を215℃として成膜する。
【0134】
この有機樹脂膜522と、第1無機絶縁膜521と、第2無機絶縁膜523とで、第1の層間絶縁膜が形成される。
【0135】
次に、図16(A)に示すように、有機樹脂膜522の開口部において、レジストマスク524を形成し、ゲート絶縁膜507、第1無機絶縁膜521及び第2無機絶縁膜523に、ドライエッチング法を用いてコンタクトホールを形成する。
【0136】
このコンタクトホールの開口により、不純物領域512〜515、518、519が一部露出された状態になる。このドライエッチングの条件は、ゲート絶縁膜507、第1無機絶縁膜521及び第2無機絶縁膜523の材料によって適宜設定する。本実施例では、ゲート絶縁膜507に酸化珪素、第1無機絶縁膜521に酸化窒化珪素、第2無機絶縁膜523に窒化珪素を用いているので、まず、CF4、O2、Heをエッチングガスとして窒化珪素からなる第2無機絶縁膜523と酸化窒化珪素からなる第1無機絶縁膜521をエッチングし、その後CHF3を用いて酸化珪素からなるゲート絶縁膜507をエッチングする。
【0137】
なおエッチングの際に、開口部において有機樹脂膜522が露出しないようにすることが肝要である。
【0138】
次に、コンタクトホールを覆うように、第2無機絶縁膜523上に導電膜を成膜し、パターニングすることで、不純物領域512〜515、518、519に接続された配線526〜531が形成される(図16(B))。
【0139】
なお本実施例では、第2無機絶縁膜523上に、Ti膜を100nm、Al膜300nm、Ti膜150nmをスパッタ法で連続して形成した3層構造の導電膜としたが本発明はこの構成に限定されない。単層の導電膜で形成しても良いし、3層以外の複数の層からなる導電膜で形成しても良い。また材料もこれに限定されない。
【0140】
例えば、Ti膜を成膜した後、Tiを含むAl膜を積層した導電膜を用いてもよいし、Ti膜を成膜した後、Wを含むAl膜を積層した導電膜を用いても良い。
【0141】
次に、第2無機絶縁膜523の上に、バンクとなる有機樹脂膜を成膜する。本実施例ではポジ型の感光性のアクリルを用いるが、本発明はこれに限定されない。本実施例では、スピンコート法によりポジ型の感光性アクリルを塗布し、焼成することで、有機樹脂膜を形成する。なお有機樹脂膜の膜厚は、焼成後、0.7〜5μm(さらに好ましくは2〜4μm)程度になるようにする。
【0142】
次に、フォトマスクを用いて開口部を形成したい部分を露光する。そして、TMAH(テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド)を主成分とする現像液で現像した後、基板を乾燥させ、220℃、1時間程度の焼成を行う。そして、図16(C)に示したように開口部を有するバンク533が形成され、該開口部において配線529、531が一部露出された状態になる。
【0143】
なお、ポジ型の感光性アクリルは薄茶色に着色しているので、発光素子から発せられる光が基板側に向かっているときは、脱色処理を施す。脱色処理は有機樹脂膜522に施した脱色処理と同様に行なう。
【0144】
バンクに感光性の有機樹脂を用いることで、開口部の断面に丸みをもたせることができるので、後に形成される電界発光層や陰極のカバレッジを良好とすることができ、発光領域が減少するシュリンクとよばれる不良を低減させることができる。
【0145】
そして図17(A)に示すように、配線529、531が一部露出された該開口部と、バンク533を覆って、RFスパッタ法を用いて窒化珪素からなる第3無機絶縁膜534を成膜する。第3無機絶縁膜534の膜厚は10〜200nm程度が望ましい。また、第3無機絶縁膜534は酸化窒化シリコン膜に限定されず、バンク533への水分の出入りを抑えることができる、窒素を含む無機の絶縁膜であれば良く、例えば窒化珪素、窒化アルミニウムまたは酸化窒化アルミニウムを用いることができる。
【0146】
なお、酸化窒化珪素膜または酸化窒化アルミニウム膜は、その酸素と窒素のatomic%の割合が、そのバリア性に大きく関与している。酸素に対する窒素の割合が高ければ高いほど、バリア性が高められる。また、具体的には、窒素の割合が酸素の割合よりも高い方が望ましい。
【0147】
そして、バンク533の開口部においてレジストマスク535を形成し、第3無機絶縁膜534に、ドライエッチング法を用いてコンタクトホールを形成する。
【0148】
このコンタクトホールの開口により、配線529、531が一部露出された状態になる。このドライエッチングの条件は、第3無機絶縁膜534の材料によって適宜設定する。本実施例では、第3無機絶縁膜534に窒化珪素を用いているので、CF4、O2、Heをエッチングガスとして窒化珪素からなる第3無機絶縁膜534をエッチングする。
【0149】
なおエッチングの際に、開口部においてバンク533が露出しないようにすることが肝要である。
【0150】
次に、透明導電膜、例えばITO膜を110nmの厚さに形成し、パターニングを行うことで、配線531に接する画素電極540と、ダイオードで生じた電流を得るための引き出し配線541を形成する。また、酸化インジウムに2〜20%の酸化亜鉛(ZnO)を混合した透明導電膜を用いても良い。この画素電極540が発光素子の陽極となる(図17(B))。
【0151】
次に、画素電極540上に電界発光層542を蒸着法により形成し、更に蒸着法により陰極(MgAg電極)543を形成する。このとき電界発光層542及び陰極543を形成するに先立って画素電極540に対して熱処理を施し、水分を完全に除去しておくことが望ましい。なお、本実施例ではOLEDの陰極としてMgAg電極を用いるが、仕事関数の小さい導電膜であれば公知の他の材料、例えばCa、Al、CaF、MgAg、AlLiであっても良い。
【0152】
なお陰極としてAlLiを用いた場合、窒素を含んだ第3の層間絶縁膜534によって、AlLi中のLiが、第3の層間絶縁膜534より基板側に入り込んでしまうのを防ぐことができる。
【0153】
なお、電界発光層542としては、公知の材料を用いることができる。本実施例では正孔輸送層(Hole transporting layer)及び発光層(Emitting layer)でなる2層構造を電界発光層とするが、正孔注入層、電子注入層若しくは電子輸送層のいずれかを設ける場合もある。このように組み合わせは既に様々な例が報告されており、そのいずれの構成を用いても構わない。例えば、電子輸送層またはホールブロッキング層として、SAlqやCAlqなどを用いても良い。
【0154】
なお、電界発光層542の膜厚は10〜400nm(典型的には60〜150nm)、陰極543の厚さは80〜200nm(典型的には100〜150nm)とすれば良い。
【0155】
こうして図17(B)に示すような構造の発光装置が完成する。図17(B)において550は画素部であり、551は駆動回路部に相当する。画素部550において、画素電極540、電界発光層542、陰極543の重なっている部分552がOLEDに相当する。
【0156】
なお、本実施例で示すTFTの構成及び具体的な作製方法はほんの一例であり、本発明はこの構成に限定されない。
【0157】
なお、実際には図17(B)まで完成したら、さらに外気に曝されないように気密性が高く、脱ガスの少ない保護フィルム(ラミネートフィルム、紫外線硬化樹脂フィルム等)や透光性のカバー材でパッケージング(封入)することが好ましい。その際、カバー材の内部を不活性雰囲気にしたり、内部に吸湿性材料(例えば酸化バリウム)を配置したりするとOLEDの信頼性が向上する。
【0158】
なお本実施例は、実施例1または2と自由に組み合わせることが可能である。
【0159】
(実施例4)
本実施例では、レーザー光を重ね合わせたときの、各レーザー光の中心間の距離と、エネルギー密度との関係について説明する。なお、説明を分かり易くするため、スリットを設けない場合について説明する。
【0160】
図18に、各レーザー光の中心軸方向におけるエネルギー密度の分布を実線で、合成されたレーザー光のエネルギー密度の分布を破線で示す。レーザー光の中心軸方向におけるエネルギー密度の値は、一般的にガウス分布に従っている。
【0161】
合成前のレーザー光において、ピーク値の1/e2以上のエネルギー密度を満たしている中心軸方向の距離を1としたときの、各ピーク間の距離をXとする。また、合成されたレーザー光において、合成後のピーク値と、バレー値の平均値に対するピーク値の割増分をYとする。シミュレーションで求めたXとYの関係を、図19に示す。なお図19では、Yを百分率で表した。
【0162】
図19において、エネルギー差Yは以下の式1の近似式で表される。
【0163】
【式1】
Y=60−293X+340X2(Xは2つの解のうち大きい方とする)
【0164】
式1に従えば、例えばエネルギー差を5%程度にしたい場合、X≒0.584となるようにすれば良いということがわかる。Y=0となるのが理想的だが、それではレーザー光の長さが短くなるので、スループットとのバランスでXを決定すると良い。
【0165】
次に、Yの許容範囲について説明する。図20に、レーザー光が楕円形状を有している場合の、中心軸方向におけるビーム幅に対するYVO4レーザーの出力(W)の分布を示す。斜線で示す領域は、良好な結晶性を得るために必要な出力エネルギーの範囲であり、本実施例の場合、3.5〜6Wの範囲内に合成したレーザー光の出力エネルギーが納まっていれば良いことがわかる。
【0166】
合成後のレーザー光の出力エネルギーの最大値と最小値が、良好な結晶性を得るために必要な出力エネルギー範囲にぎりぎりに入るとき、良好な結晶性が得られるエネルギー差Yが最大になる。よって図20の場合は、エネルギー差Yが±26.3%となり、上記範囲にエネルギー差Yが納まっていれば良好な結晶性が得られることがわかる。
【0167】
なお、良好な結晶性を得るために必要な出力エネルギーの範囲は、どこまでを結晶性が良好だと判断するかによって変わり、また出力エネルギーの分布もレーザー光の形状によって変わってくるので、エネルギー差Yの許容範囲は必ずしも上記値に限定されない。設計者が、良好な結晶性を得るために必要な出力エネルギーの範囲を適宜定め、用いるレーザーの出力エネルギーの分布からエネルギー差Yの許容範囲を設定する必要がある。
【0168】
本実施例は、実施例1〜3と組み合わせて実施することが可能である。
【0169】
(実施例5)
本実施例では、半導体膜を短冊状にパターニングしてから、該短冊の長軸方向に沿ってレーザー光を走査して結晶化する方法について説明する。
【0170】
図21(A)に短冊状にパターニングされた半導体膜901に、レーザー光を走査している様子を示す。レーザー光の走査方向は短冊の長軸方向に沿っている。具体的に短冊状の半導体膜901は、長軸に対して垂直な方向における幅が数μm〜数十μm程度とし、互いに数百nm〜数μm程度間隔を空けてレイアウトされている。
【0171】
そして、レーザー光のエッジが、該短冊状の半導体膜とは重ならず、半導体膜どうしの間に丁度納まるように、レーザー光を走査する。互いに間隔を空けることで、結晶化の際に、レーザー光の中心軸方向に熱が拡散するのを防ぐことができ、レーザー光のエッジ近傍に分布する、結晶性が劣る領域が拡散するのを極力抑えることができる。
【0172】
なお、半導体膜をパターニングしてからレーザー光を照射すると、半導体膜の角において微結晶が形成されてしまう。例えば、パルス発振のエキシマレーザーでは半導体膜の厚さにもよるが、半導体膜の角の近傍では粒径が0.1μm未満の微結晶が多く見られ、中心部に形成される結晶粒に比べてその粒径が小さくなる傾向がある。これはエッジの近傍と中心部とで、レーザー光により与えられた熱の、基板への拡散のし方が異なるためではないかと考えられている。しかし、これらの半導体膜のエッジに形成される微結晶の領域は、パターニングせずにレーザー光を照射して、レーザー光のエッジ近傍のエネルギー密度が弱い部分及びそこから熱拡散して形成される微結晶の領域よりも狭いため、実際には得られる結晶性が良好と認められる領域を広く用いることができる。
【0173】
次に図21(B)に示すように、レーザー光で結晶化した後、短冊状の半導体膜をさらにパターニングして島状の半導体膜902を形成する。
【0174】
なお、短冊状の半導体膜は、その間隔を十分に取らないと、レーザー光の照射によって溶融した際に重力で変形することで、隣同士で付着してしまい、上述の効果が得られなくなる可能性がある。しかし、レーザー光照射の際に、半導体膜が形成されている面を下にすることで、隣同士の付着を防ぐことができ、短冊状の半導体膜どうしの間隔をより狭くすることができる。
【0175】
本実施例は、実施例1〜4と自由に組み合わせて実施することが可能である。
【0176】
【発明の効果】
本発明では、複数のレーザー発振装置から発振されたレーザー光を合成することで、各レーザー光のエネルギー密度の弱い部分を補い合うことができる。よって、複数の各レーザー発振装置から発せられるレーザー光を合成せずにそれぞれ単独で用いるよりも、レーザー光のうち、結晶化に必要な程度のエネルギー密度を有する領域が広がり、基板の処理効率を高めることができる。
【0177】
さらに本発明ではスリットを用いて、合成されたレーザー光のうち、走査方向においてエネルギー密度が所定の値に達しない領域をカットする。上記構成により、走査方向におけるレーザー光のエネルギー密度の平均値を高めることができ、被処理物の任意の点におけるレーザー光の照射時間を抑えることができる。よって、基板が加熱されるのを抑えつつ、半導体膜の結晶性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のレーザー照射装置の構造を示す図。
【図2】 レーザー光の形状及びエネルギー密度の分布を示す図。
【図3】 レーザー光とスリットの位置関係を示す図。
【図4】 レーザー光とスリットの位置関係を示す図。
【図5】 被処理物においてレーザー光の移動する方向を示す図。
【図6】 被処理物においてレーザー光の移動する方向を示す図。
【図7】 SLS法を用いた結晶化のメカニズムを説明する図。
【図8】 SLS法を用いた結晶化のメカニズムを説明する図。
【図9】 レーザー照射装置の光学系の図。
【図10】 レーザー照射装置の光学系の図。
【図11】 レーザー照射装置の光学系の図。
【図12】 レーザー照射装置の光学系の図。
【図13】 レーザー照射装置の光学系の図。
【図14】 本発明のレーザー照射装置を用いた半導体装置の作製方法を示す図。
【図15】 本発明のレーザー照射装置を用いた半導体装置の作製方法を示す図。
【図16】 本発明のレーザー照射装置を用いた半導体装置の作製方法を示す図。
【図17】 本発明のレーザー照射装置を用いた半導体装置の作製方法を示す図。
【図18】 重ね合わせたレーザー光の中心軸方向におけるエネルギー密度の分布を示す図。
【図19】 レーザー光の中心間の距離とエネルギー差の関係を示す図。
【図20】 レーザー光の中心軸方向における出力エネルギーの分布を示す図。
【図21】 本発明のレーザー照射方法の一実施例を示す図。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a laser irradiation apparatus and a laser irradiation method for activating a semiconductor film after crystallization or ion implantation using laser light.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a technology for forming a TFT on a substrate has greatly advanced, and application development to an active matrix semiconductor display device has been advanced. In particular, a TFT using a polycrystalline semiconductor film has higher field effect mobility (also referred to as mobility) than a TFT using a conventional amorphous semiconductor film, and thus can operate at high speed. For this reason, it is possible to perform control of a pixel, which has been conventionally performed by a drive circuit provided outside the substrate, with a drive circuit formed on the same substrate as the pixel.
[0003]
By the way, as a substrate used for a semiconductor device, a glass substrate is considered promising from the viewpoint of cost rather than a single crystal silicon substrate. In general, a glass substrate is inferior in heat resistance and easily deforms by heat. Therefore, when a polysilicon TFT is formed on a glass substrate, laser annealing is used to crystallize a semiconductor film in order to avoid thermal deformation of the glass substrate. Used.
[0004]
The characteristics of laser annealing are that the processing time can be significantly shortened compared to annealing methods using radiation heating or conduction heating, and the semiconductor or semiconductor film is selectively and locally heated, causing thermal damage to the substrate. Things that are difficult to give are raised.
[0005]
The laser annealing method here refers to a technique for recrystallizing a damaged layer formed on a semiconductor substrate or a semiconductor film, or a technique for crystallizing a semiconductor film formed on a substrate. Moreover, the technique applied to planarization and surface modification of a semiconductor substrate or a semiconductor film is also included. The laser oscillation device to be applied is a gas laser oscillation device typified by an excimer laser, or a solid-state laser oscillation device typified by a YAG laser, and a semiconductor surface layer is irradiated with laser light for several tens of nano to several tens of microseconds. It is known to be crystallized by heating for a very short time.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Lasers are roughly classified into two types, pulse oscillation and continuous oscillation, depending on the oscillation method. Since the pulsed laser has a relatively high output energy, the size of the laser beam (the area where the laser beam is actually irradiated on the surface of the workpiece) is several centimeters 2 As described above, mass productivity can be improved. In particular, when the shape of the laser light is processed using an optical system to form a linear shape having a length of 10 cm or more, the substrate can be efficiently irradiated with the laser light, and mass productivity can be further improved. For this reason, it has become the mainstream to use a pulsed laser for crystallization of the semiconductor film.
[0007]
However, in recent years, it has been found that the crystal grain size formed in a semiconductor film is larger when a continuous wave laser is used than when a pulsed laser is used for crystallization of a semiconductor film. As the crystal grain size in the semiconductor film increases, the mobility of TFTs formed using the semiconductor film increases. For this reason, continuous wave lasers are starting to attract attention.
[0008]
However, a continuous wave laser generally has a smaller maximum output energy than a pulsed laser. The size of the laser beam is 10 -3 mm 2 If it is made small, the desired power necessary for crystallization of the semiconductor film can be obtained. However, since the area of the laser beam is small, the scanning time of the laser beam per substrate is long, and the substrate processing efficiency is poor.
[0009]
Conversely, if the area of the laser beam is increased in order to increase the substrate processing efficiency, the energy density naturally decreases. In order to give the semiconductor film a total amount of heat necessary for crystallization, it is necessary to lengthen the irradiation time, and the irradiation time of the laser light per area on the substrate becomes longer. Then, the substrate is heated by heat conduction from the absorption of the laser light into the semiconductor film, the substrate itself is thermally deformed, and the characteristics of the TFT are easily deteriorated due to the diffusion of impurities from the glass substrate to the semiconductor film. When the substrate is heated, the crystallinity of the semiconductor film is difficult to be uniform due to the heat accumulated in the substrate, and the characteristics of the TFT are likely to vary.
[0010]
In view of the above-described problems, the present invention can increase the efficiency of substrate processing as compared with the prior art, and can suppress thermal damage to the substrate, and a laser using the laser crystallization method It is an object to provide an irradiation apparatus.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The laser irradiation apparatus according to the present invention includes a plurality of first means (laser oscillation apparatus) for oscillating laser light, and condensing the laser light oscillated from the plurality of laser oscillation apparatuses, and further, laser light on the object to be processed. A second means (optical system) for partially superimposing each other, a slit capable of shielding a part of the synthesized laser beam, and an object to be processed irradiated through the slit And a third means for controlling the position of the laser beam. Furthermore, the present invention controls the oscillation of each of the plurality of first means, and the position of the laser light whose shape is controlled by the slit in the workpiece, the plurality of laser oscillation devices and the third means. You may have the 4th means controlled by synchronizing.
[0012]
By synthesizing laser beams oscillated from a plurality of laser oscillation devices, it is possible to compensate for the weak energy density of each laser beam. Therefore, rather than combining laser beams emitted from a plurality of laser oscillation devices without using them individually, a region of the laser beam having an energy density required for crystallization is widened, and the substrate processing efficiency is increased. Can be increased.
[0013]
Further, in the present invention, a slit is used to cut a region of the synthesized laser light whose energy density is less than a predetermined height in the scanning direction. With the above configuration, the average value of the energy density of laser light in the scanning direction can be increased, the irradiation time of laser light per area can be suppressed, and the total amount of heat given to the object to be processed can be increased. Therefore, the crystallinity of the semiconductor film can be improved while suppressing the substrate from being heated.
[0014]
In addition, after the semiconductor film is formed, laser light irradiation is performed so that the semiconductor film is not crystallized so that the semiconductor film is not exposed to the air (for example, a specified gas atmosphere such as a rare gas, nitrogen, oxygen, or a reduced pressure atmosphere). Also good. With the above configuration, contaminants at the molecular level in the clean room, such as boron contained in a filter for increasing the cleanliness of air, can be prevented from being mixed into the semiconductor film during crystallization by laser light. it can.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the structure of the laser irradiation apparatus of this invention is demonstrated using FIG.
[0016]
The laser can be appropriately changed depending on the purpose of processing. In the present invention, a known laser can be used. Further, it is not limited to continuous oscillation, and pulse oscillation can be used, and a gas laser or a solid laser may be used. There are excimer laser, Ar laser, Kr laser, etc. as gas laser, and YAG laser, YVO as solid laser. Four Laser, YLF laser, YAlO Three Laser, glass laser, ruby laser, alexandride laser, Ti: sapphire laser, Y 2 O Three Etc. Solid lasers include YAG, YVO doped with Cr, Nd, Er, Ho, Ce, Co, Ti, Yb or Tm. Four , YLF, YAlO Three Lasers using crystals such as are applied. The fundamental wave of the laser differs depending on the material to be doped, and a laser beam having a fundamental wave of about 1 μm can be obtained. The harmonic with respect to the fundamental wave can be obtained by using a nonlinear optical element.
[0017]
Furthermore, after converting infrared laser light emitted from a solid-state laser into green laser light by a nonlinear optical element, ultraviolet laser light obtained by another nonlinear optical element can also be used.
[0018]
Note that the
[0019]
[0020]
Note that an
[0021]
The synthesized laser light is applied to the
[0022]
Note that the shape of the laser light on the
[0023]
The
[0024]
Further, the laser irradiation apparatus of the present invention may have a computer 110 having both a central processing unit and storage means such as a memory. The computer 110 can control the oscillation of the
[0025]
Furthermore, the laser irradiation apparatus of the present invention may include means for adjusting the temperature of the object to be processed. Further, since the laser light is light having high directivity and energy density, a damper may be provided to prevent the reflected light from being irradiated to an inappropriate place. The damper desirably has a property of absorbing reflected light, and cooling water may be circulated in the damper to prevent the temperature of the partition wall from rising due to absorption of the reflected light. Further, a means for heating the substrate (substrate heating means) may be provided on the
[0026]
In addition, one
[0027]
Next, the shape of the laser beam synthesized by superimposing a plurality of laser beams will be described.
[0028]
FIG. 2A shows an example of the shape of laser light before synthesis. The laser beam shown in FIG. 2A has an elliptical shape. In the laser irradiation apparatus of the present invention, the shape of the laser beam is not limited to an ellipse. The shape of the laser light varies depending on the type of laser, and can also be shaped by an optical system. For example, the shape of a laser beam emitted from a Lambda XeCl excimer laser (wavelength 308 nm,
[0029]
FIG. 2B shows the energy density distribution of the laser light in the major axis Y direction of the laser light shown in FIG. The distribution of the energy density of the laser beam having an elliptical laser beam becomes higher toward the center O of the ellipse.
[0030]
Next, the shape of the laser light when the laser light is synthesized is shown in FIG. Note that FIG. 2C illustrates the case where one laser beam is formed by superimposing four laser beams, but the number of laser beams to be superimposed is not limited thereto.
[0031]
As shown in FIG. 2C, the laser beams of the respective laser beams are synthesized by matching the major axes of the respective ellipses and overlapping a part of the laser beams to form one laser beam. . Hereinafter, a straight line obtained by connecting the centers O of the ellipses is referred to as a central axis.
[0032]
FIG. 2D shows the energy density distribution of the laser light in the central axis direction of the combined laser light shown in FIG. The energy density is added at the portion where the laser beams before synthesis overlap. For example, when the energy densities A and B of the overlapping beams are added as shown in the figure, the peak value C of the energy density of the beams is approximately equal, and the energy density is flattened between the centers O of the ellipses.
[0033]
Note that when A and B are added, it is ideally equal to C, but in reality, it is not necessarily equal. The deviation between the value obtained by adding A and B and the value of C should be within ± 10%, more preferably within ± 5% of the value of C, but the allowable range can be set appropriately by the designer. is there.
[0034]
As can be seen from FIG. 2D, by superimposing a plurality of laser beams and complementing each other with a low energy density, the semiconductor film can be formed more than using a plurality of laser beams without overlapping. Crystallinity can be increased efficiently. For example, it is assumed that the energy density necessary for obtaining the desired crystal is satisfied only in the region indicated by the oblique lines in FIG. 2A, and the energy density is not satisfied to the desired value in the other regions. In this case, each laser beam can obtain a desired crystal only in the shaded area indicated by the width m in the central axis direction. However, by superimposing laser beams as shown in FIG. 2D, a desired crystal can be obtained in a region where the width in the central axis direction is represented by n (n> 4 m), and the semiconductor is more efficiently produced. The film can be crystallized.
[0035]
Furthermore, in the present invention, a region where the energy density does not reach a desired value in the direction perpendicular to the central axis of the laser beam is shielded by the
[0036]
The
[0037]
FIG. 3B shows a state of laser light partially blocked by the
[0038]
With the above structure, the average value of the energy density of the laser light in the direction perpendicular to the central axis can be increased, and the irradiation time of the laser light at any point on the object to be processed can be suppressed. Therefore, the crystallinity of the semiconductor film can be improved while suppressing the substrate from being heated.
[0039]
In the present invention, the
[0040]
A semiconductor film crystallized by a region having a low energy density has poor crystallinity. Specifically, the crystal grains are smaller than the region where the predetermined energy density is satisfied, or the directions in which the crystal grains grow are different. Therefore, it is necessary to determine the scanning path of the laser beam and the layout of the active layer so that the region having a low energy density does not overlap with an active layer to be formed later. By using the laser beam having the energy density distribution shown in FIG. 4B, a region having a low energy density does not exist or becomes narrow, so that restrictions on the scanning path of the laser beam and the layout of the active layer are reduced. can do.
[0041]
In addition, since the shape of the laser beam can be changed without stopping the output of the laser oscillation device while keeping the energy density constant, it is possible to prevent the edge of the laser beam from overlapping the active layer or its channel formation region. it can. Further, unnecessary portions can be irradiated with laser light to prevent the substrate from being damaged.
[0042]
Next, the scanning direction of the laser light in the
[0043]
In FIG. 5A, the substrate is moved in the direction of the white arrow, and the solid line arrow indicates the relative scanning direction of the laser light. FIG. 5B is an enlarged view of the
[0044]
Although FIG. 5 shows the case where the central axis direction of the laser beam and the scanning direction are kept perpendicular, the central axis of the laser beam and the scanning direction are not necessarily perpendicular. For example, the acute angle θ formed between the central axis of the laser beam and the scanning direction A May be 45 ° ± 35 °, and more preferably 45 °. When the central axis of the laser beam is perpendicular to the scanning direction, the substrate processing efficiency is most enhanced. On the other hand, the scanning direction and the center of the laser beam are obtained by scanning so that the central axis of the combined laser beam and the scanning direction are 45 ° ± 35 °, preferably closer to 45 °. Compared to scanning with the axis perpendicular, the number of crystal grains present in the active layer can be intentionally increased, and variations in characteristics due to crystal orientation and crystal grains can be reduced. Can do.
[0045]
Furthermore, in the present invention, the computer 110 in FIG. 1 may determine a portion to scan with laser light according to mask pattern information. In this case, the computer 110 partially crystallizes the semiconductor film by controlling the position control means 108 and 109 so that the laser beam hits a predetermined scanning portion. Accordingly, the laser light can be scanned so that the indispensable portion can be crystallized at the minimum, so that it is not necessary to irradiate the entire surface of the substrate with the laser light, and the substrate processing efficiency can be improved.
[0046]
Note that when the crystallized semiconductor film is used as an active layer of a TFT, it is desirable that the scanning direction of the laser light be parallel to the direction in which the carriers in the channel formation region move.
[0047]
An example of the relationship between the scanning direction of laser light applied to a semiconductor film formed in order to fabricate an active matrix semiconductor device and the layout of active layers in each circuit will be described with reference to FIGS.
[0048]
In FIG. 6, a
[0049]
Note that the
[0050]
The
[0051]
【Example】
Examples of the present invention will be described below.
[0052]
Example 1
A crystalline semiconductor film formed by irradiating laser light is formed by aggregating a plurality of crystal grains. The position and size of the crystal grains are random, and it is difficult to form a crystalline semiconductor film by specifying the position and size of the crystal grains. Therefore, there are cases where crystal grain interfaces (grain boundaries) exist in the active layer formed by patterning the crystalline semiconductor into islands.
[0053]
Unlike crystal grains, there are innumerable recombination centers and trap centers due to amorphous structures and crystal defects at grain boundaries. It is known that when carriers are trapped in this trapping center, the potential of the grain boundary increases and becomes a barrier against the carriers, so that the current transport characteristics of the carriers are reduced. Therefore, if there is a grain boundary in the active layer of the TFT, particularly in the channel formation region, the mobility of the TFT is remarkably reduced, and the current flows at the grain boundary, resulting in an increase in off current. Serious effect. In addition, in a plurality of TFTs manufactured on the assumption that the same characteristics can be obtained, the characteristics vary depending on the presence or absence of grain boundaries in the active layer.
[0054]
The reason why the position and size of the obtained crystal grains are random when the semiconductor film is irradiated with laser light is as follows. Crystallization of the liquid semiconductor film melted by laser light irradiation proceeds as the solid-liquid interface moves from a relatively low temperature region to a high temperature region over time in the film. When the entire surface of the semiconductor film is irradiated with laser light, the temperature of the semiconductor film is relatively uniform in the horizontal direction (hereinafter referred to as the lateral direction) with respect to the film surface, but the temperature is closer to the surface in the film thickness direction. A temperature gradient is generated such that becomes higher. For this reason, the crystal grows by moving the interface between the solid and the liquid toward the surface from the crystal nucleus existing in the region having a relatively low temperature far from the surface of the semiconductor film. The positions where the crystal nuclei are present are random in the lateral direction, and the crystal growth ends when the crystal grains collide with each other, so that the position and size of the crystal grains are random.
[0055]
On the other hand, rather than melting the semiconductor film in a relatively wide area and forming a temperature gradient in the film thickness direction, by partially melting the semiconductor film and forming the temperature gradient in the lateral direction, the crystalline semiconductor film There has also been proposed a method of forming the film. In this case, the moving direction of the interface between the solid and the liquid in the semiconductor film can be controlled so as to be a lateral direction rather than a film thickness direction. Therefore, since the crystal growth direction can be aligned with the lateral direction having a temperature gradient, the crystal grains grow to a length of several tens of times the film thickness. Hereinafter, this phenomenon is referred to as super lateral growth.
[0056]
In the case of the super lateral growth, relatively large crystal grains can be obtained and the number of grain boundaries is reduced. However, the energy range of the laser beam realized by the super lateral growth is very narrow, and large crystal grains can be obtained. It was difficult to control the position. Further, the region other than the large crystal grains was a microcrystalline region where innumerable nuclei were generated or an amorphous region.
[0057]
Therefore, if the laser beam in the energy region that completely melts the semiconductor film can be used and the temperature gradient in the lateral direction can be controlled, the growth position and growth direction of the crystal grains can be controlled. It is considered. Various attempts have been made to realize this method.
[0058]
For example, James S. Im and others of Columbia University have shown a Sequential Lateral Solidification method (hereinafter referred to as SLS method) that can realize super lateral growth in any place. In the SLS method, crystallization is performed by shifting the slit-shaped mask for each shot by a distance (about 0.75 μm) at which super lateral growth is performed.
[0059]
In the present embodiment, an example in which the SLS method is applied to the present invention will be described.
[0060]
First, the
[0061]
FIG. 7A schematically shows the state of the
[0062]
At this time, in the portion of the
[0063]
As the growth of the crystal progresses over time, it collides with the crystal grains generated from the seed crystal generated in the completely melted part, or collides with the crystal grains grown from the opposite side. Crystal growth ends at the
[0064]
Next, the second shot is irradiated. The second shot is irradiated with a slight shift from the laser light of the first shot. FIG. 7C schematically shows the state of the semiconductor film immediately after the second shot is irradiated. Although the position of the second-shot laser beam is shifted from the
[0065]
At this time, the semiconductor is completely melted in the portion where the second shot of the
[0066]
As the growth of the crystal progresses over time, it collides with the crystal grains generated from the seed crystal generated in the completely melted part, or collides with the crystal grains grown from the opposite side. Crystal growth ends at the
[0067]
Similarly, the third and subsequent shots are similarly irradiated with the laser beam shifted in the scanning direction little by little, so that a crystal grows in parallel with the scanning direction as shown in FIG.
[0068]
With the above configuration, crystallization can be partially performed while controlling the position and size of crystal grains.
[0069]
Next, an example different from FIG. 7 in which the SLS method is applied to the present invention will be described.
[0070]
First, the
[0071]
FIG. 8A schematically shows the state of the semiconductor film immediately after the first shot is irradiated. By irradiation with the first shot of laser light, the semiconductor film is locally melted over the entire thickness in the portion of the
[0072]
As the growth of the crystal progresses over time, it collides with the crystal grains generated from the seed crystal generated in the completely melted part, or collides with the crystal grains grown from the opposite side. Crystal growth ends at the
[0073]
Next, the second shot is irradiated. The second shot is irradiated with a slight shift from the laser light of the first shot. FIG. 8C schematically shows the state of the semiconductor film immediately after the second shot is irradiated. Although the position of the laser beam for the second shot is shifted from the
[0074]
The end portion of the laser light in the second shot becomes a seed crystal, and the crystal grows in a lateral direction from the end portion of the laser light toward the center as indicated by an arrow. At this time, in the
[0075]
As the growth of the crystal progresses over time, it collides with the crystal grains generated from the seed crystal generated in the completely melted part, or collides with the crystal grains grown from the opposite side. Crystal growth ends at the central portion 815 of the second shot of laser light. FIG. 8D schematically shows the state of the semiconductor film when the crystal growth is completed. In the central portion 815 of the laser light, a larger number of microcrystals are present than in other portions, and the surface of the semiconductor film is irregular because crystal grains collide with each other.
[0076]
Similarly, the third and subsequent shots are similarly irradiated with laser light that is gradually shifted in the scanning direction, so that a crystal grows in parallel with the scanning direction as shown in FIG. With the above configuration, crystallization can be partially performed while controlling the position and size of crystal grains.
[0077]
In the crystal obtained by the irradiation method shown in FIG. 8, the central portion of the laser beam is left, and the crystallinity is not good in the central portion, so that the central portion is not included in the channel formation region. Preferably, the active layer is laid out so as not to be included in the active layer.
[0078]
Note that in both of the irradiation methods in FIGS. 7 and 8, if the active layer is laid out so that the growth direction of crystal grains and the direction of carriers in the channel formation region are parallel to each other, the channel formation region is included. Since less grain boundaries are generated, mobility is increased and off-current can be suppressed. Further, when the active layer is laid out so that the carrier traveling direction and the crystal grain growth direction in the channel formation region are not parallel to each other, the grain boundaries included in the channel formation region increase. However, when a plurality of active layers are compared, the ratio of the difference in the amount of grain boundaries between active layers with respect to the total grain boundaries included in the channel formation region of each active layer becomes small, and the mobility and The variation in the off-current value is reduced.
[0079]
The laser can be an excimer laser or a YLF laser, but the type of laser is not limited to this configuration.
[0080]
In the SLS method shown in the present embodiment, it is necessary to locally melt the semiconductor film over the entire thickness in the portion irradiated with the laser beam. In the laser irradiation apparatus or the laser irradiation method of the present invention, the average value of the energy density of the laser beam in the scanning direction can be increased, so that the irradiation time of the laser beam per area can be reduced during crystallization using the SLS method. The semiconductor film can be locally melted over the entire thickness while suppressing the substrate from being heated.
[0081]
(Example 2)
In this embodiment, an optical system for superimposing laser beams will be described.
[0082]
FIG. 9 shows a specific configuration of the optical system of the present embodiment. 9A is a side view of the optical system of the laser irradiation apparatus of the present invention, and FIG. 9B shows a side view seen from the direction of arrow B in FIG. 9A. Note that a side view seen from the direction of arrow A in FIG. 9B corresponds to FIG.
[0083]
FIG. 9 shows an optical system when four laser beams are combined into one laser beam. Note that the number of laser beams to be synthesized in this embodiment is not limited to this, and the number of laser beams to be synthesized may be 2 or more and 8 or less.
[0084]
[0085]
Laser light whose shape is processed by the
[0086]
The laser beams of the laser beam in the
[0087]
In this embodiment, the focal lengths of the
[0088]
The focal length and incident angle of each lens can be set as appropriate by the designer. Furthermore, the number of cylindrical lenses is not limited to this, and the optical system used is not limited to cylindrical lenses. The present invention processes the laser light of the laser light oscillated from each laser oscillation device so as to have a shape and energy density suitable for crystallization of a semiconductor film, and superimposes the laser light of all laser lights on each other. Any optical system can be used as long as they can be combined into a single laser beam.
[0089]
In this embodiment, an example in which four laser beams are synthesized is shown. In this case, four cylindrical lenses respectively corresponding to the four laser oscillation devices and two cylindrical lenses corresponding to the four cylindrical lenses are provided. Have. When synthesizing n (n = 2, 4, 6, 8) laser beams, n cylindrical lenses respectively corresponding to the n laser oscillation devices, and n / 2 cylindrical lenses corresponding to the n cylindrical lenses, have. When synthesizing n (n = 3, 5, 7) laser beams, n cylindrical lenses respectively corresponding to the n laser oscillation devices, and (n + 1) / 2 cylindrical lenses corresponding to the n cylindrical lenses, have.
[0090]
Next, the optical system of the laser irradiation apparatus of the present invention using eight laser oscillation apparatuses will be described.
[0091]
11 and 12 show a specific configuration of an optical system used in the laser irradiation apparatus of this embodiment. 11 is a side view of the optical system of the laser irradiation apparatus of the present invention, and FIG. 12 shows a side view seen from the direction of arrow B in FIG. A side view seen from the direction of arrow A in FIG. 12 corresponds to FIG.
[0092]
In this embodiment, an optical system in the case where eight laser beams are combined into one laser beam is shown. Note that the number of laser beams to be synthesized in the present invention is not limited to this, and the number of laser beams to be synthesized may be 2 or more and 8 or less.
[0093]
[0094]
Then, the laser light whose shape is processed by the
[0095]
The laser beams of the laser beam in the object to be processed 440 are synthesized by overlapping each other to form one laser beam.
[0096]
In this embodiment, the focal lengths of the
[0097]
The focal length and incident angle of each lens can be set as appropriate by the designer. Furthermore, the number of cylindrical lenses is not limited to this, and the optical system used is not limited to cylindrical lenses. The present invention processes the laser light of the laser light oscillated from each laser oscillation device so as to have a shape and energy density suitable for crystallization of a semiconductor film, and superimposes the laser light of all laser lights on each other. Any optical system can be used as long as they can be combined into a single laser beam.
[0098]
In this embodiment, an example of synthesizing eight laser beams is shown. In this case, eight cylindrical lenses respectively corresponding to the eight laser oscillation devices and four cylindrical lenses corresponding to the eight cylindrical lenses are provided. Have.
[0099]
When superposing five or more laser beams, considering the arrangement of the optical system, it is desirable to irradiate the fifth and subsequent laser beams from the opposite side of the substrate. In this case, the substrate is transparent to the laser beam. It is necessary to do.
[0100]
In order to achieve uniform laser light irradiation, a plane or long side that is a plane perpendicular to the irradiation surface and includes a short side when the shape of each beam before synthesis is regarded as a rectangle is used. If any one of the surfaces to be included is defined as an incident surface, the incident angle θ of the laser light is set such that the length of the short side or the long side included in the incident surface is W, and is set on the irradiation surface, and It is desirable that θ ≧ arctan (W / 2d) is satisfied when the thickness of the substrate having translucency with respect to the laser beam is d. This argument needs to hold for each laser beam before synthesis. When the locus of the laser beam is not on the incident surface, the incident angle of the projection of the locus onto the incident surface is defined as θ. If the laser light is incident at this incident angle θ, the reflected light from the surface of the substrate and the reflected light from the back surface of the substrate do not interfere with each other, and uniform laser light irradiation can be performed. In the above discussion, the refractive index of the substrate was considered as 1. Actually, in many cases, the refractive index of the substrate is around 1.5, and if this value is taken into consideration, a calculated value larger than the angle calculated in the above discussion can be obtained. However, since the energy at both ends in the longitudinal direction of the beam spot is attenuated, the influence of interference in this portion is small, and the effect of interference attenuation can be sufficiently obtained with the above calculated value. The above inequality for θ does not apply to anything other than the substrate being translucent to the laser beam.
[0101]
The configuration of this embodiment can be implemented by freely combining with the first embodiment.
[0102]
(Example 3)
In this embodiment, a method for manufacturing a semiconductor device using the laser irradiation apparatus or the laser irradiation method of the present invention will be described. Note that in this embodiment, a light-emitting device is described as an example of one of the semiconductor devices; however, a semiconductor device that can be manufactured using the present invention is not limited thereto, and a liquid crystal display device or other semiconductor devices is used. It may be.
[0103]
The light emitting device is a semiconductor device in which means for supplying current to a light emitting element and the light emitting element are provided in each of a plurality of pixels. A light emitting element (OLED: Organic Light Emitting Diode) includes a layer containing an electroluminescent material (hereinafter referred to as an electroluminescent layer) from which luminescence generated by applying an electric field is obtained, an anode layer, a cathode layer, have. The electroluminescent layer is provided between the anode and the cathode, and is composed of a single layer or a plurality of layers. In some cases, these layers contain an inorganic compound.
[0104]
First, as shown in FIG. 14A, in this embodiment, a
[0105]
Next, a
[0106]
Next, an
[0107]
Note that not only silicon but also silicon germanium can be used for the semiconductor film. When silicon germanium is used, the concentration of germanium is preferably about 0.01 to 4.5 atomic%.
[0108]
Here, the
[0109]
Next, as shown in FIG. 14B, the
[0110]
When the amorphous semiconductor film is crystallized, a crystal having a large grain size can be obtained by using a solid-state laser capable of continuous oscillation and using the second to fourth harmonics of the fundamental wave. Typically, Nd: YVO Four It is desirable to use the second harmonic (532 nm) or the third harmonic (355 nm) of the laser (fundamental wave 1064 nm). Specifically, continuous wave YVO Four Laser light emitted from the laser is converted into a harmonic by a non-linear optical element to obtain laser light with an output of 10 W. Also, YVO in the resonator Four There is also a method of emitting harmonics by inserting a crystal and a nonlinear optical element. Preferably, the laser beam is shaped into a rectangular or elliptical shape on the irradiation surface by an optical system, and the object to be processed is irradiated. The energy density at this time is 0.01 to 100 MW / cm. 2 Degree (preferably 0.1-10 MW / cm 2 )is required. Then, irradiation is performed by moving the
[0111]
Note that pulsed or continuous wave gas laser or solid-state laser can be used for laser irradiation. There are excimer laser, Ar laser, Kr laser, etc. as gas laser, and YAG laser, YVO as solid laser. Four Laser, YLF laser, YAlO Three Laser, glass laser, ruby laser, alexandride laser, Ti: sapphire laser, Y 2 O Three Etc. Solid lasers include YAG, YVO doped with Cr, Nd, Er, Ho, Ce, Co, Ti, Yb or Tm. Four , YLF, YAlO Three Lasers using crystals such as can also be used. The fundamental wave of the laser differs depending on the material to be doped, and a laser beam having a fundamental wave of about 1 μm can be obtained. The harmonic with respect to the fundamental wave can be obtained by using a nonlinear optical element.
[0112]
Crystallinity is improved by the laser crystallization described above, and a
[0113]
Next, the
[0114]
Next, as shown in FIG. 15A, a
[0115]
Then, as illustrated in FIG. 15B, a conductive film is formed to a thickness of 100 to 500 nm over the
[0116]
In this embodiment, the gate electrode is formed of an element selected from Ta, W, Ti, Mo, Al, and Cu, or an alloy material or a compound material containing the element as a main component. Alternatively, a semiconductor film typified by a polycrystalline silicon film doped with an impurity element such as phosphorus may be used. Further, instead of a single conductive film, a conductive film composed of a plurality of layers may be stacked.
[0117]
For example, a combination of forming the first conductive film with tantalum nitride (TaN) and the second conductive film with W, forming the first conductive film with tantalum nitride (TaN), and forming the second conductive film with Al It is preferable that the first conductive film is formed of tantalum nitride (TaN) and the second conductive film is formed of Cu. Alternatively, a semiconductor film typified by a polycrystalline silicon film doped with an impurity element such as phosphorus, or an AgPdCu alloy may be used as the first conductive film and the second conductive film.
[0118]
The structure is not limited to the two-layer structure, and for example, a three-layer structure in which a tungsten film, an aluminum-silicon alloy (Al-Si) film, and a titanium nitride film are sequentially stacked may be employed. In the case of a three-layer structure, tungsten nitride may be used instead of tungsten, or an aluminum / titanium alloy film (Al—Ti) is used instead of an aluminum / silicon alloy film (Al—Si) film. Alternatively, a titanium film may be used instead of the titanium nitride film.
[0119]
Note that it is important to select an optimum etching method and etchant type depending on the material of the conductive film.
[0120]
Next, a step of adding an n-type impurity element is performed to form n-type impurity regions 512 to 517. Here, phosphine (PH Three ) Using an ion doping method.
[0121]
Next, as shown in FIG. 15C, a step of covering the region where the n-channel TFT is formed with a resist
Here, diborane (B 2 H 6 ) Using an ion doping method.
[0122]
Then, for the purpose of controlling the conductivity type, a step of activating the impurity element added to each island-like semiconductor layer is performed. This step is performed by a thermal annealing method using a furnace annealing furnace. In addition, a laser annealing method or a rapid thermal annealing method (RTA method) can be applied. In the thermal annealing method, the oxygen concentration is 1 ppm or less, preferably 0.1 ppm or less in a nitrogen atmosphere at 400 to 700 ° C., typically 500 to 600 ° C. In this example, the temperature is 500 ° C. for 4 hours. Heat treatment is performed. However, when the
[0123]
In the case of using a laser annealing method, it is possible to use a laser used for crystallization. In the case of activation, the moving speed is the same as that of crystallization, and 0.01-100 MW / cm. 2 Degree (preferably 0.01 to 10 MW / cm 2 ) Energy density is required. Further, a continuous wave laser may be used for crystallization, and a pulsed laser may be used for activation.
[0124]
Further, a heat treatment is performed at 300 to 450 ° C. for 1 to 12 hours in an atmosphere containing 3 to 100% hydrogen to perform a step of hydrogenating the island-shaped semiconductor layer. This step is a step of terminating dangling bonds in the semiconductor layer with thermally excited hydrogen. As another means of hydrogenation, plasma hydrogenation (using hydrogen excited by plasma) may be performed.
[0125]
Next, as shown in FIG. 15D, a first inorganic insulating film 521 made of silicon oxynitride having a thickness of 10 to 200 nm is formed by a CVD method. Note that the first inorganic insulating film is not limited to the silicon oxynitride film, and may be any inorganic insulating film containing nitrogen that can prevent moisture from entering and leaving the organic resin film to be formed later. Aluminum nitride or aluminum oxynitride can be used. Note that aluminum nitride has a relatively high thermal conductivity, and can effectively diffuse the heat generated in a TFT, a light emitting element, or the like.
[0126]
Next, an
[0127]
In this embodiment, positive photosensitive acrylic is applied by a spin coating method, and is baked to form the
[0128]
Next, the part which wants to form an opening part is exposed using a photomask. And after developing with the developing solution which has TMAH (tetramethylammonium hydroxide) as a main component, a board | substrate is dried and baking for about 1 hour at 220 degreeC is performed. Then, as shown in FIG. 15D, an opening is formed in the
[0129]
Note that since positive photosensitive acrylic is colored light brown, a decoloring process is performed when light emitted from the light emitting element is directed toward the substrate. In this case, the entire photosensitive acrylic after development is exposed again before baking. The exposure at this time is such that a slightly stronger light is applied or the irradiation time is extended compared to the exposure for forming the opening so that the exposure is performed completely. For example, when decolorizing a positive acrylic resin with a thickness of 2 μm, multi-wavelength light consisting of g-line (436 nm), h-line (405 nm) and i-line (365 nm), which is the spectrum light of an ultrahigh pressure mercury lamp, is used. When using the same magnification projection exposure apparatus (specifically, MPA manufactured by Canon), irradiation is performed for about 60 seconds. By this exposure, the positive acrylic resin is completely decolorized.
[0130]
In this embodiment, baking is performed at 220 ° C. after development. However, baking may be performed at a low temperature of about 100 ° C. as a pre-bake after development and then baking at a high temperature of 220 ° C.
[0131]
Then, as shown in FIG. 16A, the second inorganic insulating film made of silicon nitride is formed by RF sputtering, covering the opening from which the first inorganic insulating film 521 is partially exposed and the
[0132]
Note that in the silicon oxynitride film or the aluminum oxynitride film, the ratio of atomic% of oxygen and nitrogen is greatly related to the barrier property. The higher the ratio of nitrogen to oxygen, the higher the barrier properties. Specifically, it is desirable that the ratio of nitrogen is higher than the ratio of oxygen.
[0133]
A film formed using an RF sputtering method has high density and excellent barrier properties. For example, in the case of forming a silicon oxynitride film, the RF sputtering is performed using a Si target, N 2 , Ar, N 2 O is flowed so that the gas flow ratio is 31: 5: 4, and the film is formed at a pressure of 0.4 Pa and a power of 3000 W. For example, when a silicon nitride film is formed, N in the chamber is formed with a Si target. 2 , Ar is allowed to flow so that the gas flow ratio is 20:20, the pressure is 0.8 Pa, the power is 3000 W, and the film formation temperature is 215 ° C.
[0134]
The
[0135]
Next, as illustrated in FIG. 16A, a resist
[0136]
Due to the opening of the contact hole, the impurity regions 512 to 515, 518, and 519 are partially exposed. The conditions for this dry etching are appropriately set depending on the materials of the
[0137]
It is important to prevent the
[0138]
Next, a conductive film is formed over the second inorganic insulating
[0139]
In the present embodiment, a conductive film having a three-layer structure in which a Ti film is formed on the second inorganic insulating
[0140]
For example, after forming a Ti film, a conductive film in which an Al film containing Ti is stacked may be used, or after forming a Ti film, a conductive film in which an Al film containing W is stacked may be used. .
[0141]
Next, an organic resin film to be a bank is formed on the second inorganic insulating
[0142]
Next, the part which wants to form an opening part is exposed using a photomask. And after developing with the developing solution which has TMAH (tetramethylammonium hydroxide) as a main component, a board | substrate is dried and baking for about 1 hour at 220 degreeC is performed. Then, a
[0143]
Note that since positive photosensitive acrylic is colored light brown, a decoloring process is performed when light emitted from the light emitting element is directed toward the substrate. The decoloring process is performed in the same manner as the decoloring process performed on the
[0144]
By using a photosensitive organic resin for the bank, the cross section of the opening can be rounded, so that the coverage of the electroluminescent layer and cathode to be formed later can be improved and the light emitting area is reduced. Defects called can be reduced.
[0145]
Then, as shown in FIG. 17A, a third inorganic insulating film 534 made of silicon nitride is formed by RF sputtering, covering the openings where the
[0146]
Note that in the silicon oxynitride film or the aluminum oxynitride film, the ratio of atomic% of oxygen and nitrogen is greatly related to the barrier property. The higher the ratio of nitrogen to oxygen, the higher the barrier properties. Specifically, it is desirable that the ratio of nitrogen is higher than the ratio of oxygen.
[0147]
Then, a resist
[0148]
Due to the opening of the contact hole, the
[0149]
It is important that the
[0150]
Next, a transparent conductive film, for example, an ITO film is formed to a thickness of 110 nm, and patterning is performed to form a
[0151]
Next, an
[0152]
Note that when AlLi is used as the cathode, the third interlayer insulating film 534 containing nitrogen can prevent Li in AlLi from entering the substrate side from the third interlayer insulating film 534.
[0153]
Note that a known material can be used for the
[0154]
Note that the thickness of the
[0155]
Thus, a light emitting device having a structure as shown in FIG. 17B is completed. In FIG. 17B, reference numeral 550 denotes a pixel portion, and 551 corresponds to a driver circuit portion. In the pixel portion 550, a portion 552 where the
[0156]
Note that the structure and specific manufacturing method of the TFT shown in this embodiment are merely examples, and the present invention is not limited to this structure.
[0157]
Actually, when completed up to FIG. 17B, a protective film (laminate film, UV curable resin film, etc.) or a translucent cover material with high air tightness and low outgassing so as not to be exposed to the outside air. It is preferable to package (enclose). At that time, if the inside of the cover material is made an inert atmosphere or if a hygroscopic material (for example, barium oxide) is arranged inside, the reliability of the OLED is improved.
[0158]
Note that this embodiment can be freely combined with
[0159]
Example 4
In this embodiment, the relationship between the distance between the centers of laser beams and the energy density when the laser beams are superimposed will be described. For ease of explanation, a case where no slit is provided will be described.
[0160]
In FIG. 18, the distribution of energy density in the direction of the central axis of each laser beam is indicated by a solid line, and the distribution of energy density of the synthesized laser beam is indicated by a broken line. The value of the energy density in the central axis direction of the laser light generally follows a Gaussian distribution.
[0161]
1 / e of peak value in laser light before synthesis 2 Let X be the distance between the peaks when the distance in the central axis direction satisfying the above energy density is 1. In the synthesized laser light, Y is the percent increment of the peak value after the synthesis and the average value of the valley values. The relationship between X and Y determined by simulation is shown in FIG. In FIG. 19, Y is expressed as a percentage.
[0162]
In FIG. 19, the energy difference Y is expressed by an approximate expression of
[0163]
[Formula 1]
Y = 60-293X + 340X 2 (X is the larger of the two solutions)
[0164]
According to
[0165]
Next, the allowable range of Y will be described. FIG. 20 shows YVO with respect to the beam width in the central axis direction when the laser beam has an elliptical shape. Four The distribution of laser output (W) is shown. The region indicated by hatching is the range of output energy necessary for obtaining good crystallinity. In the case of this embodiment, the output energy of the synthesized laser beam is within the range of 3.5 to 6 W. I know it ’s good.
[0166]
When the maximum value and the minimum value of the output energy of the laser light after synthesis enter the limit of the output energy range necessary for obtaining good crystallinity, the energy difference Y that provides good crystallinity is maximized. Accordingly, in the case of FIG. 20, the energy difference Y is ± 26.3%, and it can be seen that good crystallinity can be obtained if the energy difference Y is within the above range.
[0167]
Note that the range of output energy necessary to obtain good crystallinity varies depending on how far the crystallinity is judged to be good, and the distribution of output energy also varies depending on the shape of the laser beam. The allowable range of Y is not necessarily limited to the above value. The designer needs to appropriately determine the range of output energy necessary for obtaining good crystallinity, and set the allowable range of the energy difference Y from the distribution of the output energy of the laser used.
[0168]
This embodiment can be implemented in combination with the first to third embodiments.
[0169]
(Example 5)
In this embodiment, a method of crystallizing a semiconductor film after patterning into a strip shape and then scanning with laser light along the long axis direction of the strip will be described.
[0170]
FIG. 21A shows a state in which laser light is scanned over the
[0171]
Then, the laser beam is scanned so that the edge of the laser beam does not overlap with the strip-shaped semiconductor film, but just fits between the semiconductor films. By separating each other, heat can be prevented from diffusing in the direction of the central axis of the laser beam during crystallization, and regions with poor crystallinity distributed near the edge of the laser beam can be diffused. It can be suppressed as much as possible.
[0172]
Note that when laser light is irradiated after patterning the semiconductor film, microcrystals are formed at the corners of the semiconductor film. For example, in a pulsed excimer laser, although it depends on the thickness of the semiconductor film, many crystallites with a grain size of less than 0.1 μm are seen near the corner of the semiconductor film, compared to the crystal grains formed in the center. The particle size tends to be small. This is thought to be because the way of diffusion of heat applied by the laser beam to the substrate differs between the vicinity of the edge and the central portion. However, the microcrystalline region formed at the edge of these semiconductor films is formed by irradiating laser light without patterning, and by thermally diffusing the portion near the edge of the laser light where the energy density is weak. Since it is narrower than the region of the microcrystal, a region where the crystallinity obtained is actually good can be widely used.
[0173]
Next, as shown in FIG. 21B, after crystallization with laser light, the strip-shaped semiconductor film is further patterned to form an island-shaped
[0174]
Note that if the strip-shaped semiconductor film is not sufficiently spaced, it will deform by gravity when melted by laser light irradiation, and will adhere to each other, making it impossible to obtain the above effects There is sex. However, when the surface on which the semiconductor film is formed is turned down at the time of laser light irradiation, adhesion between adjacent semiconductor films can be prevented, and the interval between the strip-shaped semiconductor films can be further narrowed.
[0175]
This embodiment can be implemented by freely combining with the first to fourth embodiments.
[0176]
【The invention's effect】
In the present invention, by combining laser beams oscillated from a plurality of laser oscillation devices, it is possible to compensate for the weak energy density of each laser beam. Therefore, rather than combining laser beams emitted from a plurality of laser oscillation devices without using them individually, a region of the laser beam having an energy density required for crystallization is widened, and the substrate processing efficiency is increased. Can be increased.
[0177]
Further, in the present invention, a slit is used to cut a region of the synthesized laser light where the energy density does not reach a predetermined value in the scanning direction. With the above structure, the average value of the energy density of the laser light in the scanning direction can be increased, and the irradiation time of the laser light at any point on the object to be processed can be suppressed. Therefore, the crystallinity of the semiconductor film can be improved while suppressing the substrate from being heated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a structure of a laser irradiation apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing the shape of laser light and the distribution of energy density.
FIG. 3 is a diagram showing a positional relationship between laser light and a slit.
FIG. 4 is a diagram showing a positional relationship between laser light and a slit.
FIG. 5 is a diagram showing a direction in which laser light moves in an object to be processed.
FIG. 6 is a diagram showing a direction in which laser light moves in an object to be processed.
FIG. 7 illustrates a crystallization mechanism using an SLS method.
FIG. 8 is a diagram illustrating a crystallization mechanism using an SLS method.
FIG. 9 is a diagram of an optical system of a laser irradiation apparatus.
FIG. 10 is a diagram of an optical system of a laser irradiation apparatus.
FIG. 11 is a diagram of an optical system of a laser irradiation apparatus.
FIG. 12 is a diagram of an optical system of a laser irradiation apparatus.
FIG. 13 is a diagram of an optical system of a laser irradiation apparatus.
14A and 14B illustrate a method for manufacturing a semiconductor device using a laser irradiation apparatus of the present invention.
FIGS. 15A and 15B illustrate a method for manufacturing a semiconductor device using a laser irradiation apparatus of the present invention. FIGS.
FIGS. 16A to 16C illustrate a method for manufacturing a semiconductor device using the laser irradiation apparatus of the present invention. FIGS.
FIGS. 17A to 17C illustrate a method for manufacturing a semiconductor device using a laser irradiation apparatus of the present invention. FIGS.
FIG. 18 is a diagram showing an energy density distribution in a central axis direction of superimposed laser beams.
FIG. 19 is a diagram showing the relationship between the distance between the centers of laser beams and the energy difference.
FIG. 20 is a diagram showing the distribution of output energy in the direction of the central axis of laser light.
FIG. 21 is a diagram showing an embodiment of the laser irradiation method of the present invention.
Claims (16)
前記基板の一方の面に複数の第1のレーザー発振装置から出力された複数の第1のレーザー光を第1の光学系により集光し、前記基板の一方の面と反対側の面に複数の第2のレーザー発振装置から出力された複数の第2のレーザー光を第2の光学系により集光して互いに一部重ね合わせ、
前記重ね合わされた前記第1のレーザー光及び前記第2のレーザー光の、前記基板上の移動方向における幅をスリットにより制限し、
前記基板を移動させることで、前記幅が制限された前記第1のレーザー光及び前記第2のレーザー光を前記半導体膜に照射し、前記半導体膜を結晶化することを特徴とする半導体装置の作製方法。 A semiconductor film is formed over a light-transmitting substrate,
A plurality of first laser light outputted from the first laser oscillation device one surface to a plurality of said substrate is condensed by the first optical system, a plurality on the surface opposite to the one surface of the substrate A plurality of second laser beams output from the second laser oscillation device are condensed by the second optical system and partially overlap each other,
Limiting the width of the superimposed first laser light and second laser light in the moving direction on the substrate with a slit,
A semiconductor device characterized in that the semiconductor film is crystallized by irradiating the semiconductor film with the first laser light and the second laser light with the limited width by moving the substrate. Manufacturing method.
前記基板の一方の面に複数の第1のレーザー発振装置から出力された複数の第1のレーザー光を第1の光学系により集光し、前記基板の一方の面と反対側の面に複数の第2のレーザー発振装置から出力された複数の第2のレーザー光を第2の光学系により集光して各中心が直線上にあるように互いに一部重ね合わせ、
前記重ね合わされた前記第1のレーザー光及び前記第2のレーザー光の、前記基板上の移動方向における幅をスリットにより制限し、
前記基板を移動させることで、前記幅が制限された前記第1のレーザー光及び前記第2のレーザー光を前記半導体膜に照射し、前記半導体膜を結晶化することを特徴とする半導体装置の作製方法。 A semiconductor film is formed over a light-transmitting substrate,
A plurality of first laser light outputted from the first laser oscillation device one surface to a plurality of said substrate is condensed by the first optical system, a plurality on the surface opposite to the one surface of the substrate A plurality of second laser beams outputted from the second laser oscillation device are condensed by the second optical system and partially overlap each other so that each center is on a straight line,
Limiting the width of the superimposed first laser light and second laser light in the moving direction on the substrate with a slit,
A semiconductor device characterized in that the semiconductor film is crystallized by irradiating the semiconductor film with the first laser light and the second laser light with the limited width by moving the substrate. Manufacturing method.
前記基板の一方の面に複数の第1のレーザー発振装置から出力された複数の第1のレーザー光を第1の光学系により集光し、前記基板の一方の面と反対側の面に複数の第2のレーザー発振装置から出力された複数の第2のレーザー光を第2の光学系により集光して各レーザー光の長軸が直線を描くように互いに一部重ね合わせ、
前記重ね合わされた前記第1のレーザー光及び前記第2のレーザー光の、前記基板上の移動方向における幅をスリットにより制限し、
前記基板を移動させることで、前記幅が制限された前記第1のレーザー光及び前記第2のレーザー光を前記半導体膜に照射し、前記半導体膜を結晶化することを特徴とする半導体装置の作製方法。 A semiconductor film is formed over a light-transmitting substrate,
A plurality of first laser light outputted from the first laser oscillation device one surface to a plurality of said substrate is condensed by the first optical system, a plurality on the surface opposite to the one surface of the substrate A plurality of second laser beams output from the second laser oscillation device are collected by a second optical system and partially overlap each other so that the major axis of each laser beam draws a straight line,
Limiting the width of the superimposed first laser light and second laser light in the moving direction on the substrate with a slit,
A semiconductor device characterized in that the semiconductor film is crystallized by irradiating the semiconductor film with the first laser light and the second laser light with the limited width by moving the substrate. Manufacturing method.
前記各中心を結ぶことで得られる直線と前記基板の移動する方向とが10°以上80°以下であることを特徴とする半導体装置の作製方法。In claim 2 ,
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein a straight line obtained by connecting the centers and a direction in which the substrate moves is 10 ° to 80 °.
前記各中心を結ぶことで得られる直線と前記基板の移動する方向とがほぼ直角であることを特徴とする半導体装置の作製方法。In claim 2 ,
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein a straight line obtained by connecting the centers and a direction in which the substrate moves are substantially perpendicular to each other.
前記各レーザー光の長軸によって描かれる直線と前記基板の移動する方向とが10°以上80°以下であることを特徴とする半導体装置の作製方法。In claim 3 ,
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein a straight line drawn by a major axis of each laser beam and a direction in which the substrate moves are 10 ° or more and 80 ° or less.
前記各レーザー光の長軸によって描かれる直線と前記基板の移動する方向とがほぼ直角であることを特徴とする半導体装置の作製方法。In claim 3 ,
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein a straight line drawn by a major axis of each laser beam and a direction in which the substrate moves are substantially perpendicular to each other.
前記第1のレーザー光及び前記第2のレーザー光の照射が減圧雰囲気下または不活性ガス雰囲気下において行われることを特徴とする半導体装置の作製方法。In any one of Claims 1 thru | or 7 ,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the irradiation with the first laser light and the second laser light is performed in a reduced-pressure atmosphere or an inert gas atmosphere.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003168912A JP4610867B2 (en) | 2002-06-14 | 2003-06-13 | Method for manufacturing semiconductor device |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002173599 | 2002-06-14 | ||
| JP2003168912A JP4610867B2 (en) | 2002-06-14 | 2003-06-13 | Method for manufacturing semiconductor device |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004072086A JP2004072086A (en) | 2004-03-04 |
| JP2004072086A5 JP2004072086A5 (en) | 2006-07-27 |
| JP4610867B2 true JP4610867B2 (en) | 2011-01-12 |
Family
ID=32032334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003168912A Expired - Fee Related JP4610867B2 (en) | 2002-06-14 | 2003-06-13 | Method for manufacturing semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4610867B2 (en) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101131040B1 (en) * | 2002-08-19 | 2012-03-30 | 더 트러스티스 오브 콜롬비아 유니버시티 인 더 시티 오브 뉴욕 | Process and system for laser crystallization processing of film regions on a substrate to minimize edge areas, and structure of such film regions |
| EP1772245B1 (en) * | 2004-07-30 | 2014-05-07 | Mitsuboshi Diamond Industrial Co., Ltd. | Vertical crack forming method and vertical crack forming device in substrate |
| JP4586585B2 (en) * | 2005-03-15 | 2010-11-24 | 日立電線株式会社 | Method for manufacturing thin film semiconductor device |
| KR100796590B1 (en) * | 2005-07-12 | 2008-01-21 | 삼성에스디아이 주식회사 | Method for manufacturing polycrystalline silicon thin film, mask pattern used therein and method for manufacturing flat display device using same |
| JP5110830B2 (en) | 2006-08-31 | 2012-12-26 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Method for manufacturing semiconductor device |
| JP2012156168A (en) * | 2011-01-21 | 2012-08-16 | Disco Abrasive Syst Ltd | Division method |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2641101B2 (en) * | 1988-04-12 | 1997-08-13 | 株式会社日立製作所 | Method and apparatus for manufacturing semiconductor device |
| JPH09260681A (en) * | 1996-03-23 | 1997-10-03 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Manufacture of semiconductor device |
| JPH09270393A (en) * | 1996-03-29 | 1997-10-14 | Sanyo Electric Co Ltd | Laser light irradiation device |
| JPH1074697A (en) * | 1996-08-29 | 1998-03-17 | Toshiba Corp | Polycrystalline silicon film, polycrystalline silicon manufacturing method, thin film transistor manufacturing method, liquid crystal display device manufacturing method, and laser annealing device |
| JPH10199826A (en) * | 1997-01-14 | 1998-07-31 | Fujitsu Ltd | Laser processing container and laser processing device |
| JP4841740B2 (en) * | 2000-04-26 | 2011-12-21 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Method for manufacturing semiconductor device |
| JP2002141301A (en) * | 2000-11-02 | 2002-05-17 | Mitsubishi Electric Corp | Laser annealing optical system and laser annealing device using the same |
-
2003
- 2003-06-13 JP JP2003168912A patent/JP4610867B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2004072086A (en) | 2004-03-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6984573B2 (en) | Laser irradiation method and apparatus | |
| JP5315393B2 (en) | Method for manufacturing crystalline semiconductor film | |
| JP4127565B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| US8222126B2 (en) | Laser irradiation apparatus and method for manufacturing semiconductor device | |
| JP4429586B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JP3980465B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JP5159021B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| US7135389B2 (en) | Irradiation method of laser beam | |
| US20030228723A1 (en) | Laser irradiation method and method of manufacturing a semiconductor device | |
| JP2004179474A6 (en) | Laser irradiation device | |
| JP2004158720A6 (en) | Laser apparatus and laser irradiation method | |
| JP4610867B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JP3967259B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JP2003224084A (en) | Semiconductor manufacturing equipment | |
| JP4860116B2 (en) | Method for manufacturing crystalline semiconductor film | |
| JP4364611B2 (en) | Method for manufacturing crystalline semiconductor film | |
| JP4503246B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JP2004193201A (en) | Laser irradiation method | |
| JP2004193201A6 (en) | Laser irradiation method | |
| JP2003249461A (en) | Irradiation method of laser light | |
| JP5132637B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060609 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060609 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100727 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20100823 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100915 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20101012 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20101013 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131022 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131022 Year of fee payment: 3 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |